[发明专利]一种声压水听器与矢量水听器组合体积阵

说明书

本发明涉及一种声压水听器与矢量水听器组合体积阵，包括圆柱网状结构的支撑框架，位于支撑框架内部，由多根声压水听器线阵排布成细腰鼓形阵列；位于支撑框架外部，由沿周向均匀排列的多条矢量水听器线阵排布成的圆柱状阵列；支撑框架顶部安装有与水密电缆连接的水密电子舱，声压水听器线阵、矢量水听器线阵的信号线缆全部连接到水密电子舱。本发明采用一体化设计，方便吊放，采用矢量水听器阵列结合声压水听器阵列，实现宽频带水下辐射噪声测量的空间增益，实现20Hz‑200Hz频段空间增益从0dB增加至4.8dB，200Hz‑500Hz频段空间增益从2dB‑3dB增加至7dB‑8dB。

技术领域

本发明涉及水下噪声测量设备技术领域，尤其是一种声压水听器与矢量水听器组合体积阵。

背景技术

上世纪80年代末，使用非定向的单水听器测量水下噪声已不能满足实际生产需要，而改用具有定向空间增益的声阵测量技术。美国首先在Hayes号上采用了垂直线阵，升级后的东南阿拉斯加试验场测试声阵系统采用了由等间距线阵缠绕而成的双锥体积阵。随着安静型潜艇技术的发展，俄罗斯与美国先后开展了声压一振速组合传感器测量潜艇辐射噪声的技术研究，采用声压一振速联合信号处理技术，用于对低信噪比水下航行目标进行噪声指标评估。目前水下航行体辐射噪声测量存在的问题是，随着辐射噪声控制技术的提升，现有水听器及声阵测试系统无法在中低频提供有效的测试信噪比。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的声压水听器与矢量水听器组合体积阵，采用多条嵌套式声压水听器阵结合垂直布置的矢量水听器线阵组合成空间体积阵，一方面通过空间布置提高阵列在中高频段的接收信号增益与空间增益，另一方面，在阵列作用有限的中低频段，结合矢量水听器的自然指向性，从而提升阵列在中低频段的空间增益。

本发明所采用的技术方案如下：

一种声压水听器与矢量水听器组合体积阵，包括支撑框架，所述支撑框架成圆柱网状结构；位于支撑框架内部，由多根声压水听器线阵排布成细腰鼓形阵列；位于支撑框架外部，由沿周向均匀排列的多条矢量水听器线阵排布成的圆柱状阵列；支撑框架顶部安装有与水密电缆连接的水密电子舱，所述声压水听器线阵、矢量水听器线阵的信号线缆全部连接到水密电子舱中。

作为上述技术方案的进一步改进：

支撑框架的顶部、底部分别设有上框、与上框结构相同且对称设置的下框，上框、下框之间通过多根加强杆构成中空网状结构。

上框的结构为：包括沿轴向间隔平行设置的两个环体，两个环体间通过多个纵杆相连，位于其中一环体的一圈均匀设有多个连接块，且在该环体的内圈通过多根径向连杆设有内环；所述连接块上沿轴向设有与声压水听器线阵端部相配合的卡槽。

细腰鼓形阵列由十六条声压水听器线阵沿周向均匀排布构成，每条声压水听器线阵沿竖直方向倾斜设置，且两端分别连接至上框、下框处连接块的卡槽中。

每条声压水听器线阵顶端、底端和环体圆心位置的连线，形成的夹角为7π/8。

每条声压水听器线阵内设置的声压水听器基元呈中间密两端疏的形式分布。

矢量水听器线阵共设有四条，等角度分布于支撑框架的四周；每条矢量水听器线阵沿竖直方向垂直设置，且顶端和底端分别和上框、下框的环体连接；矢量水听器线阵的结构为：包括护套，护套内间隔设有矢量水听器单元，护套两端设有连接器。

水密电子舱固定在上框中，水密电子舱的底面固定于内环上，水密电子舱圆周一圈设有和矢量水听器线阵及声压水听器列的信号线缆连接的第一接头，水密电子舱顶面设有与水密电缆连接的第二接头。

下框中设有配重块。

多根加强杆上沿周向设有加强环。

本发明的有益效果如下：