一種基于聲壓和加速度的矢量水聽器定向方法

彭承彥，馬樹青，熊水東，黃良金，孟洲

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一種基于聲壓和加速度的矢量水聽器定向方法

彭承彥，馬樹青，熊水東，黃良金，孟洲

(國防科學技術大學海洋科學與工程研究院，湖南長沙410073)

根據遠場條件下水中聲波的加速度和振速方向相同、相位相差π/2的特點，給出了一種加速度型矢量水聽器的目標定向方法。基本原理是先計算聲壓與水平加速度和垂直加速度的互譜，再將互譜的虛部相除，最后求反正切得到目標的方位。相比于常規的復聲強器，該方法省略了從加速度轉變成振速的積分過程，降低了對濾波器的要求、減少了計算量，具有簡單、易于工程實現等優點。光纖矢量水聽器的湖上試驗數據表明，基于聲壓和加速度的定向方法與復聲強器具有相似的定向性能。

矢量水聽器；目標定向；加速度；復聲強器

0 引言

近20年來，矢量水聽器受到國內外水聲界的廣泛關注。相比于傳統的聲壓水聽器，矢量水聽器可以同步共點地測量聲場的聲壓和矢量參數(質點振速、振動加速度和聲壓梯度等)，為水聲信號處理提供了更大的空間和更豐富的內容。同時，矢量水聽器的矢量通道具有與頻率無關的物理指向性，采用小孔徑的傳感器即可實現低頻弱目標的探測和定向[1]，這些優點使得矢量水聽器特別適合于尺度受限載體的聲吶系統，具有廣闊的軍事應用前景[2]。

在利用矢量水聽器進行目標定向時，常用的方法有平均聲強器、復聲強器兩種，它們的原理類似，都是利用目標聲強在不同矢量通道的投影，通過三角函數關系解算出目標的方位。……