光纤水听器是一种抗干扰能力强、灵敏度高、动态范围大的新型水声探测传感系统,鉴于其在海底石油等能源勘探中的重要作用,研究和开发高性能的光纤水听器具有重要意义。干涉型光纤水听器常用解调方案有PGC(相位生成载波)解调方案和基于3×3耦合器的解调方案。每个方案在解调单频信号和多频信号时会表现出不同的解调特性,而目前未见到研究二者对多频信号的解调特性的报导。因此,本文针对PGC解调方案和基于3×3耦合器的解调方案对单频信号、多频信号、宽带信号、海洋环境噪声信号及海洋环境噪声信号迭加待测信号的解调特性进行了研究,并给出了使用PGC解调方案的光纤水听器系统抗带外高频干扰的设计方案。论文从以下几个方面进行了探索和研究：首先,本文对压电式水听器和干涉型光纤水听器输出信号的性质进行了理论推导和分析,分析表明它们输出的原始信号在调制特性上存在本质差别,正是这种差别演绎了二者在宽带信号作用下表现出不同的特性。本文首先研究了PGC解调方案对单频信号的解调能力。在从频域上对输入信号进行分析的基础上,通过研究载波频率对系统动态范围上限以及解调效果的影响程度,得出系统动态范围上限与载波频率的关系表达式。其次,本文应用贝塞尔(Bessel)函数理论,对使用PGC解调方案的干涉型光纤水听器在多频及宽带信号作用下的特性进行了建模分析,提出了以1kHz为观测点的幅度响应特性、输入输出信号相关系数和幅度误差衡量解调方案特性的方法,通过理论分析和计算机辅助计算及仿真得出了PGC解调方案对多频信号、宽带信号、海洋环境噪声信号及海洋环境噪声信号迭加待测信号的解调特性。揭示了干涉型光纤水听器在宽带信号作用下的解调输出与所探测宽带信号的信号带宽、信号分布形式(等幅多频信号、白噪声或粉红噪声等)、声压谱级、相位载波频率、相位灵敏度之间的内在关系。研究分析和仿真结果与实际测试中所得数据基本吻合。再次,作为PGC解调方案的对比,本文还对基于3×3耦合器的解调方案在各类信号作用下的特性进行了理论分析和仿真研究。得出了基于3×3耦合器的解调方案对多频信号及宽带信号的解调特性；以及对海洋噪声信号和迭加在海洋噪声上的多频信号的解调特性；得出了基于3×3耦合器的解调方案对单频信号、宽带信号的承受能力均高于PGC解调方案的结论。但使用基于3×3耦合器的解调方案的系统在实际应用尤其是成阵应用时结构复杂,需要经过结构优化设计才能更具有实用化意义。最后,针对带外高频干扰信号易造成使用PGC解调方案的水听器系统饱和而不能工作的情况,分析了产生高频干扰的原因,从系统总体设计上着眼,提出了通过探头的优化设计提高光纤水听器抗高频干扰能力的技术方案。并提出了如何在水深变化时仍能得到平坦的系统相位灵敏度特性的设计方案。实际测试证明了此方案的可行性。本文的研究结论对光纤水听器的设计、研制、测试、校准以及光纤水听器应用场合的定位等一系列问题上都具有重要参考价值,同时对如何全面认识、评价光纤水听器也具有一定意义。