低空小型无人机给各行各业带来便利的同时,也导致“黑飞”事件频发,对交通秩序、公民的人身和隐私安全等造成了威胁,以防范“黑飞”为首要问题的低空安防成为了社会热点问题。因此,开发实时侦测预警低空无人机活动的智能化系统成为净化城市低空环境、维护低空安全的关键。由于闹市区人口密集、建筑物庞大、电磁环境复杂,且低空无人机具有飞行高度极低、速度慢、噪声大等特征,对低空无人机侦测预警技术提出了适应复杂地理建筑环境、全天候工作、抗电磁干扰、可智能识别等要求。声探测技术特点与这些要求高度吻合,且光纤声传感技术具有结构简单、精度高、抗电磁干扰、抗潮湿、耐腐蚀等优点,在低空无人机侦测预警上比传统电声传感技术更具优势。因此,本课题提出基于Sagnac原理的光纤声传感及识别系统研究,研究实现对低空小型无人机的侦测、识别和预警。本文分析了声音对光纤中光波的相位调制机理,建立了声压与光波相位的耦合模型,引入拾音结构增强光纤对声音信号响应的灵敏度,利用有限元仿真分析方法,完成了拾音器材料选取和结构设计,并建立了光纤拾音结构的物理模型;结合低空无人机应用环境,改进设计了基于Sagnac原理的直线型光纤声传感系统物理模型,并对特征参数进行了模拟分析;根据理论设计和仿真分析结果,完成了系统光学元器件选型和光路系统搭建,依据大量试验测试结果,对拾音器设计和制作工艺进行了改进;完成了基于FPGA的数据采集电路设计及调试,设计了双线程高速数据存储上位机程序,设计了基于MFCC的特征提取算法和BP神经网络声音识别算法。在独立单元研究测试的基础上,完成了系统硬件调试和装机工作,并进行了系统主要特性参数测试。测试结果表明,该传感系统能够在全天候工作中保持良好的稳定性,声音探测频率范围达20～8000Hz,满足识别要求的最小声音探测强度为60d B（0.02Pa）,探测范围内系统的探测灵敏度为38.13m V/Pa。对多种声音信号进行了识别分类,识别准确率达到95%以上。系统特性指标满足低空无人机侦测预警要求,在低空无人机侦测预警领域具有较好的应用前景。