【海洋技术】光纤水听列阵水下探测系统

01

光纤水听器岸基阵列，海底阵系统

（一）系统简介

光纤水听器岸基阵列系统、海底阵系统采用光纤传感器阵列技术，通过信号处理手段，对水下目标进行探测，适宜于长期布放于海底，形成被动远程水下预警防御层，实现对水面及水下目标的自动探测、报警与跟踪。布放方式包括岸站式、工作船式、浅标式、浮标式等。应用领域包括水下目标探测、科学试验、海洋数据采集、安防警戒、石油储量监测等。

（二）相关产品

1、高强度铠装阵

应用领域包括水下目标探测、科学试验、海洋数据采集、安防警戒等。

铠装后的阵列：

高强度铠装光电缆：

性能指标：

(1) 水听器数量：128~512；

(2) 灵敏度：≥-135dB (re:0dB1rad/μPa);

(3) 阵间距：可定制;

(4) 直径：45mm-55mmm;

(5) 工作频带：10Hz~10kHz；

(6) 系统噪声：≤40dB@1kHz；

(7) 采样频率：32kHz/64kHz；

(8) 耐静水压：20MPa。

2、全海深深海垂直阵

应用领域包括：水下目标探测研究、科学试验、海洋数据采集、安防警戒、石油储量监测等。

性能指标：

(1) 水听器数量：32~256；

(2) 工作频带：5Hz~10kHz；

(3) 系统噪声：≤40dB@1kHz；

(4) 阵列长度：最大5000m；

(5) 最大工作深度：5000m；

(6) 供电功耗：≤40w。

3、大孔径海底水声探测阵列

应用领域包括：水下目标探测研究、科学试验、海洋数据采集、安防警戒、石油储量监测等。

性能指标：

(1) 水听器数量：128 ~1024；

(2) 工作频带：1Hz~10kHz；

(3) 系统噪声：≤45dB@1kHz；

(4) 阵列长度：可定制；

(5) 无中继传输距离：最大150km；

(6) 工作海深：最大5000m。

02

光纤水听器噪声测量系统

（一）系统简介

包括线阵、面阵和体积阵，基于光纤水听器阵列的水声测试分析系统可以满足水下目标噪声测试分析的需求，具备声压测量等功能，实现了基于近场声全息和声聚焦技术的环境及被测物辐射噪声的宽带测量与综合分析。在辐射噪声测量方面，突破了大规模紧凑型宽频带高增益光纤水听器成阵技术，实现了从一维线阵、二维面阵向三维复杂立体阵的技术创新，提升了我国大型声学系统的成阵能力、测量能力；在辐射噪声分析算法方面，开展了基于参数修正的高分辨噪声源识别算法研究，实现了从声全息分析向三维聚焦波束形成分析方法的扩展，提升了目标辐射噪声三维阵列信号处理的能力。

（二）性能指标

(1) 工作频带：5Hz-10kHz；

(2) 灵敏度：≥-140dB (re:0dB1rad/μPa)；

(3) 灵敏度起伏：≤±1.5dB；

(4) 幅度一致性：≤±1.5dB；

(5) 相位一致性：≤±1.5°；

(6) 系统噪声：≤40dB@1kHz;

(7) 动态范围：≥120dB@1kHz；

(8) 阵元间距：0.5m-12.5m；

(9) 采样率：最大256kHz；

(10) 最大工作水深：200m。

02

拖曳线列阵系统

（一）系统简介

拖曳线列阵是一种重要的水下探测系统，在海洋监测和战略预警等方面发挥了重要作用。拖曳线列阵的传感器阵列规模不受舰船尺寸限制,可以构建大规模、甚至超大规模系统，从而大幅提高海洋石油勘探、水下探潜的性能。

光纤拖曳线列阵系统主要搭载于多类型船只、无人平台等，可应用于水下目标探测、科学试验、海洋环境调查、海洋资源物探等方面，常用系统包含16基元、32基元、64基元、128基元、192基元、256基元、320基元、512基元、1024基元等，技术水平国内领先。已形成拖曳线列阵系列产品。

（二）相关产品

1.轻型拖曳光纤水听器阵列

性能指标：

(1) 水听器数量：128~320；

(2) 工作频带：5Hz~20kHz；

(3) 系统噪声：≤40dB@1kHz； 

(4) 阵列长度：最大500m；

(5) 阵列直径：36mm；

(6) 拖曳缆长度：≥1000m；

(7) 最大工作深度：200m；

(8) 工作航速：2kn~8kn；

(9) 甲板设备重量：≤3t；

(10) 供电功耗：≤15kW。

2.大孔径拖曳光纤水听器阵列 

性能指标：

(1) 水听器数量：256~1024；

(2) 工作频带：5Hz~20kHz；

(3) 系统噪声：≤40dB@1kHz；  

(4) 阵列长度：最大2000m；

(5) 阵列直径：36mm；

(6) 拖曳缆长度：≥1000m；

(7) 最大工作深度：200m；

(8) 工作航速：2kn~8kn；

(9) 甲板设备重量：≤5t；

(10) 供电功耗：≤30kW。

3.大型UUV/USV拖曳光纤水听器阵列 

 性能指标：

(1) 水听器数量：128~256；

(2) 工作频带：5Hz~10kHz；

(3) 系统噪声：≤40dB@1kHz； 

(4) 阵列长度：最大300m；

(5) 阵列直径：30mm；

(6) 最大工作深度：200m；

(7) 工作航速：2kn~6kn；

(8) 供电功耗：≤40W。

4.中型UUV/USV拖曳光纤水听器阵列 

性能指标：

(1) 水听器数量：64~128；

(2) 工作频带：5Hz~10kHz；

(3) 系统噪声：≤40dB@1kHz； 

(4) 阵列长度：最大200m；

(5) 阵列直径：30mm；

(6) 最大工作深度：200m；

(7) 工作航速：2kn~6kn；

(8) 供电功耗：≤40W。

5.小型UUV/USV拖曳压电水听器阵列

 

性能指标：

(1) 水听器数量：16~32；

(2) 工作频带：20Hz~10kHz；

(3) 系统噪声：≤40dB@1kHz； 

(4) 阵列长度：最大150m；

(5) 阵列直径：26mm；

(6) 最大工作深度：200m；

(7) 工作航速：2kn~6kn；

(8) 供电功耗：≤35W。

6.基于波浪滑翔器等的细线拖曳压电水听器阵列

细线拖曳式水听器阵列采用小型化、模块化、低功耗设计，极大降低了搭载平台的适装要求，可广泛应用于波浪滑翔器、UUV、AUV等无人平台，实现水下目标声信号高保真获取，收集水下目标的水声数据以及搜索调查特定目标等。

特点：

(1) 湿端细直径，干端小尺寸；

(2) 快速插拔，安装便捷；

(3) 高灵敏、低噪声、抗拖曳干扰能力强；

(4) 低功耗。

技术规格：

(1) 基元数：16～32；

(2) 基元间距：1m～2m；

(3) 外径：26mm；

(4) 比重：海水零浮力；

(5) 工作深度：≤200米；

(6) 工作频段：20Hz~10kHz；

(7) 系统自噪声：≤40dB@1kHz；

(8) 拖曳噪声（2节以下）：≤50dB@1kHz（优于0级海况）；

(9) 功耗：≤20W。

(10) 具备阵型监测功能。

系统噪声湖上测试结果

 

应用领域：水下目标探测研究、科学试验、海洋环境调查、海洋数据采集、目标声纹采集等。

文章来源：戎融视界

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