矢量水聽器是繼標(biāo)量水聽器后的熱門研究課題

　　矢量水聽器是接收換能器的一種。在國外，矢量水聽器是繼標(biāo)量水聽器后的熱門研究課題。矢量水聽器的研制工作最早始于20世紀(jì)40年代的美國，以美國學(xué)者50年代發(fā)表的有關(guān)使用慣性傳感器直接測量水中質(zhì)點(diǎn)振速的經(jīng)典論文為標(biāo)志，后來，相繼在蘇聯(lián)、英國、日本、法國逐步開展這方面的研究工作。
 

　　水聲測量用傳感器的分類和作用
 

　　在水聲領(lǐng)域，通常，將傳感器稱為換能器，接收換能器主要包括標(biāo)量傳感器和矢量傳感器， 也叫標(biāo)量水聽器和矢量水聽器。
 

　　在聲場測量中，傳統(tǒng)的方法是采用標(biāo)量水聽器(聲壓水聽器)，只能測量聲場中的標(biāo)量參數(shù)，典型的標(biāo)量水聽器如B&K公司的810X 系列，常作為水聽器標(biāo)準(zhǔn)使用。矢量水聽器可測量聲場中的矢量參數(shù)，它的應(yīng)用有助于獲得聲場的矢量信息，對聲納設(shè)備的功能擴(kuò)展具有極為關(guān)鍵的意義。
 

　　在連續(xù)介質(zhì)中，任意一點(diǎn)附近的運(yùn)動狀態(tài)可用壓強(qiáng)，密度及介質(zhì)運(yùn)動速度表述。聲場中不同地點(diǎn)，這些物理量有不同的值，具有空變性，而且，對同一空間坐標(biāo)點(diǎn)這些量又是隨時間改變的，又具有時變性。
 

　　因此，描述聲場的聲學(xué)量聲壓、質(zhì)點(diǎn)振速和壓縮量都是時間和空間的函數(shù)。在理想流體中，沒有切應(yīng)力，所以，聲壓為標(biāo)量，質(zhì)點(diǎn)振速為矢量。聲場所含豐富信息既包含在標(biāo)量參數(shù)中也包含在矢量參數(shù)中，在聲場測量過程中，僅測量聲壓參數(shù)是不夠的。
 

　　同時測量標(biāo)量信息和矢量信息即聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速才能獲得完整的聲場信息，這樣，才能有助于信號處理系統(tǒng)獲得更有價值的信息，并作出正確的判斷。
 

　　例如:采用新型組合傳感器(聲壓和振速聯(lián)合)的聯(lián)合信息處理系統(tǒng)較傳統(tǒng)的單純聲壓信息處理系統(tǒng)具有良好的抗相干干擾能力和線譜檢測能力;
 

　　采用單個小尺度的組合傳感器通過聯(lián)合信號處理，就可以進(jìn)行目標(biāo)方位的聲壓、振速聯(lián)合估計(jì)，此外，從能量檢測的角度講，矢量水聽器的采用使系統(tǒng)的抗各向同性噪聲的能力獲得提高，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場多目標(biāo)的識別等。
 

　　矢量水聽器的研究工作受到極大重視。因此，包括矢量信息在內(nèi)的多信息檢測是聲納系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢，正越來越被各個大國所重視。