水聽器是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換能器,用來接收水中的聲信號(hào),廣泛用于水中通信、探洲、目標(biāo)定位、跟蹤等,是聲納的重要部件,水下的探測(cè)、識(shí)別、通信,以及海洋環(huán)境監(jiān)側(cè)和海洋資源的開發(fā),都離不開它。
在連續(xù)介質(zhì)中,任意一點(diǎn)附近的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用壓強(qiáng),密度及介質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度表述。聲場(chǎng)中不同地點(diǎn),這些物理量有不同的值,具有空變性,而且,對(duì)同一空間坐標(biāo)點(diǎn)這些量又是隨時(shí)間改變的,又具有時(shí)變性。因此,描述聲場(chǎng)的聲學(xué)量聲壓、質(zhì)點(diǎn)振速和壓縮量都是時(shí)間和空間的函數(shù)。在理想流體中,沒有切應(yīng)力,所以,聲壓為標(biāo)量,質(zhì)點(diǎn)振速為矢量。
聲場(chǎng)所含豐富信息既包含在標(biāo)量參數(shù)中也包含在矢量參數(shù)中,在聲場(chǎng)測(cè)量過程中,僅測(cè)量聲壓參數(shù)是不夠的。同時(shí)測(cè)量標(biāo)量信息和矢量信息即聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速才能獲得完整的聲場(chǎng)信息,這樣,才能有助于信號(hào)處理系統(tǒng)獲得更有價(jià)值的信息,并作出正確的判斷。例如:采用新型組合傳感器(聲壓和振速聯(lián)合)的聯(lián)合信息處理系統(tǒng)較傳統(tǒng)的單純聲壓信息處理系統(tǒng)具有良好的抗相干干擾能力和線譜檢測(cè)能力;采用單個(gè)小尺度的組合傳感器通過聯(lián)合信號(hào)處理,就可以進(jìn)行目標(biāo)方位的聲壓、振速聯(lián)合估計(jì)。
此外,從能量檢測(cè)的角度講,水聽器的采用使系統(tǒng)的抗各向同性噪聲的能力獲得提高,并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)多目標(biāo)的識(shí)別等,其研究工作受到極大重視。因此,包括矢量信息在內(nèi)的多信息檢測(cè)是聲納系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),正越來越被各個(gè)大國所重視。
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