在水下声场中,声压和质点振速是两个表征声场特征的重要物理量,其中声压量值的获取通常是采用声压传感器;而质点振速量值的获取,目前广泛采用的是矢量传感器。随着矢量传感器在水声工程各领域中的应用越来越广泛和深入,其自身存在的缺点和不足之处,引起了越来越多的关注和研究。论文在对经典的压差式和同振式矢量传感器在工程应用中存在的问题进行总结和分析的基础上,提出了一种新的水下声场质点振速拾取方法,即根据声场中的声波从水介质传播并进入到弹性体后,在弹性体内部建立的新的声场中内部质点振速和外部水介质振速之间的关系,通过将振动传感器置于弹性体内部来拾取水介质中的质点振速信息方法。依此原理设计的水下质点振速拾振器,从根本上解决了同振式矢量传感器在设计和应用过程中,由于中性浮力密度配比要求以及柔性悬挂问题带来的传感器尺度限制和工作频带影响,并且在保证高灵敏度的前提下,具有更宽的工作频带、更小的外形尺寸和更简便的应用方式。论文从水下质点振速拾振器的声学特性分析入手,通过理论计算和仿真分析研究,给出了拾振器获取水中质点振速信息的原理和依据;在此基础上,考虑到工程应用中经常遇到的前置放大器结构、水密电缆结构、声压通道结构以及安装支架结构等对拾振器声学性能的影响问题,利用仿真方法针对上述问题提出了水下质点振速拾振器一体化仿真设计的方法。针对拾振器应用平台带来的振动干扰问题,论文给出了拾振器与应用平台之间的减振结构的设计方法,实现了水下质点振速拾振器在工程应用中的抗干扰能力。首先,论文在建立的水下弹性球(柱)体的声场模型基础上,推导了其内部质点振速与水介质中质点振速的关系表达式,并依此关系式计算得到了弹性球(柱)体内部的质点振速响应随着材料参数和几何参数变化的规律曲线,由此给出了拾振器设计过程中材料参数选择的若干原则;针对弹性体的共振模态对拾振器上限工作频率的影响问题,论文进一步利用有限元软件仿真分析了弹性球(柱)体的几何参数变化对其共振模态频率的影响,给出了拾振器设计过程中几何参数选择的若干原则;同时,论文对依此原理设计制作的原理样机的灵敏度参数,在驻波管中进行了测试。其次,论文在对拾振器的附加结构和连接结构对其声学特性的影响问题进行分析的基础上,根据仿真优化结果,给出了拾振器实用样机的材料参数和几何参数的优化原则,并对依此设计制作的拾振器实用样机的性能参数在驻波管中进行了测试。最后,为了提高水下质点振速拾振器的抗干扰能力,论文结合矢量传感器在工程应用中受到的各种各样的振动干扰问题,设计了基于橡胶减振器的单级和双级减振系统,并在理论上分析和总结了单级和双级减振系统各自传递特性的优点和缺点。在此基础上,利用经典的包装箱模型,论文模拟并分析了矢量传感器及基阵在作业时受到的冲击状态,并给出了在设计双级减振系统过程中,各部分结构参数选择的若干原则。此外,论文利用有限元软件仿真分析了减振系统的中间连接支架的共振模态对系统传递特性的影响。为减振系统的结构设计提供了参考和依据。同时,论文在消声水池中开展了振动干扰实验,验证了减振系统对振动信号的抑制效果以及有限元仿真结果的准确性;通过对拾振器样机的灵敏度以及指向性进行了测试,验证了减振系统对于拾振器声学性能参数的改善作用。