矢量水听器的芯片级减震结构的设计*
2011-01-02刘细宝张国军薛晨阳王晓瑶于佳琪
传感技术学报 2011年6期
关键词:结构
刘细宝,张国军,薛晨阳* ,许 姣,王晓瑶,于佳琪,李 辉
(1.中北大学电子测试技术重点实验室,太原030051;2.仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051)
声纳是江河湖海中轮船的耳目,而水听器[1-2]是决定声纳性能好坏的关键部件——感知并转换部分。海洋中有各种各样背景噪声[3],包括流噪声、海浪声、船舶和鱼等生物的活动声音。而在这为数众多的背景噪声中要数由海浪、涡流、船体在风浪下的摇摆等引起的流噪声最为严重和厉害。水听器在理想的消声水池中有很高的灵敏度,但海试时性能都会大打折扣。当目标信号源有一定距离,信号本身比较微弱时,在经过一定距离的衰减之后,便被湮没在流噪声之中。于是流噪声便成为了提取有用信号的屏障,成为了限制水听器性能优化发展和工程应用的瓶颈。
流噪声主要是以脉冲冲击的方式干扰水听器的正常工作。一旦水听器拾取了含有大量流噪声的信号,要想在后续的电路处理中滤除流噪声便甚为困难和麻烦。而冲击客观存在无法避免,常见解决办法就是弹性安装。目前的矢量水听器在工程应用时,一般都需采用柔性连接。例如,哈尔滨工程大学的贾志富教授1997年成功研制的同振球形声压梯度水听器[4],该水听器用加速度计作为敏感元件放置在一个刚硬的直径6厘米的球壳内,并通过悬置装置的柔性连接将球壳置于声场中。但外接软连接既无法做到微型化,又极易导致声散射。尤其是组成阵列时,无法保证一致性和稳定性。……
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