Page 190 - 《应用声学》2025年第1期

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1.0
120O 60O 2 低频段低辐射噪声测量系统设计
根据以上分析，设计了一套 9 元沉底式矢量阵
150O 0.5 30O
列辐射噪声测量系统，如图 5 所示。测量频率范围
为20 Hz∼ 2 kHz，带宽内阵增益不低于8 dB。系统
适用于背景噪声相对低的湖上使用，用于评估水下
180O 0O
航行器在低速航行时的低频段辐射噪声声源级，为
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ᅺ᧚᫼ 水下航行器的声学设计、降噪控制设计提供试验数
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210O 330O 据支撑。
该测量系统由干端和湿端两部分构成。干端主
240O 300O 要负责数据传输和处理，湿端用于获取水下目标的
270O 辐射噪声数据。湿端主体是水下测量基阵，包括 9
(a) ඵࣱவՔ
个三维振速型矢量水听器阵元、2 个测距标量水听
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120O 60O 器、温深姿态辅助传感器、1 套潜标仪器舱以及锚
定释放装置等。干端和湿端采用光电复合缆传输方
式，可以实时监测每个矢量阵元和辅助传感器的测
150O 0.5 30O
量数据，实时传输并进行初步处理。
为了提高系统的测量精确性，水下测量基阵采
用刚性结构设计，相对于阵元软连接方式，可以更
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好地控制矢量水听器阵元的间距和姿态，减少因相
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ᅺ᧚᫼ 位校准误差影响测量精度，有利于获得有效阵增益。
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210O 330O 同时，测量基阵沉底布放方式设计也有效避免了水
面波浪作用的影响，以及降低了水流带来的流噪声。

240O 300O 结合光电复合缆技术，水下测量基阵可以远离试验
270O 平台布放，减少试验平台引入的噪声干扰。同时，测
(b) ۇᄰவՔ
量数据通过光电复合缆实时传输和分析，可以根据
图 4 常规标量阵、单矢量、矢量阵的波束图 试验需求多次测量，提高测量精度。测量基阵上传
Fig. 4 Beamforming diagrams for conventional 感器和潜标仪器舱采取有效的减振和隔振措施，能
linear array, single vector, and vector array 有效降低测量系统连接带来的自噪声。

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图 5 水下测量基阵示意图
Fig. 5 Schematic diagram of an underwater measurement array

辐射噪声测量系统采用低噪声振速型矢量水 水下目标的低频辐射噪声获取，除了需要矢量水听
听器。与声压梯度型和加速度型矢量水听器相比， 器具有高灵敏度指标，更关键的是要有足够低的自
振速型矢量水听器的等效声压灵敏度曲线在设计 噪声。为此，对本测量系统的三维同振矢量水听器
频率带宽内能够保持±2 dB的平坦度。对于安静型 的敏感器件、悬挂系统以及前置放大器进行了低噪