基于压阻效应的硅微仿生矢量水听器设计与性能验证

新型压阻式仿生矢量水听器的研究是针对海洋军事防御和反潜战中声纳技术需求的一篇深入探讨。该研究由张文栋、乔慧等人进行，他们聚焦于开发一种基于压阻效应的硅微仿生矢量水听器。这种水听器的设计灵感来源于鱼类的侧线系统，这是一种生物声学现象，侧线感受器能够感知水体中的微小振动，从而转换成电信号。 研究的核心内容包括详细的结构设计方法。研究人员使用ANSYS这样的有限元软件进行模态分析，模拟和优化了水听器的结构以确保其在水下环境中的性能。他们采取振动台标定与低频校准装置的结合测试策略，对水听器的性能进行了全面评估，包括检测单元的加速度频响特性曲线、声压灵敏度曲线以及接收灵敏度和指向性特性。 实验证明，该矢量水听器在500Hz频率下的接收灵敏度达到了-189.6分贝，这是一个相当高的水平，证明了其在低频检测方面的优越性能。同时，其指向性表现出良好的“8”字形，这表明它具有优秀的方向定位能力，有助于减少噪声干扰，提高声源定位的准确性。 关键词如“矢量水听器”、“压阻式”、“接收灵敏度”和“指向性”都揭示了研究的核心关注点，特别是在提升低频性能和增强水声探测应用上的潜力。矢量水听器因其独特的功能，如抗相干干扰、线谱检测和多目标识别，对于现代声纳系统的发展至关重要。 这篇论文通过理论与实践的结合，为新型压阻式仿生矢量水听器的研发提供了有价值的技术支持，为未来水声探测领域的应用开辟了新的可能。其研究成果对于提高声纳系统的性能，尤其是在低频环境下对抗潜艇等目标的探测，具有显著的实际意义。