随着声隐身技术的发展，水下运动目标的辐射噪声大幅度下降，这对噪声测试技术提出了新的挑战，尤其是低频、远距离探测。拖曳线列阵技术便是解决这一问题的有效途径之一，然而常规拖曳线列阵存在固有的方位分辨左右舷模糊问题。矢量水听器的出现，有望改变这一现状。 矢量水听器是用来测量水下声场矢量的声接收换能器，它由声压水听器与振速传感器(或声压梯度传感器、加速度计、位移计)等以不同方式同心地组合而成。单个小尺度矢量水听器就可具有不随频率变化的“8”字形或心脏形指向性。 本文结合拖曳线列阵左右舷分辨技术专题，通过对多种矢量水听器的测量机理及工作特点的比较，我们选定了基于加速度计与声压组合的悬臂梁式弯曲振动模矢量水听器，作为本课题中矢量线列阵的阵元。利用刚体散射理论分析了其核心部分—加速度计的测量机理；用铁木辛柯悬臂梁理论对加速度计的陶瓷圆管作了弯曲振动应力分析，并由此推导出了加速度灵敏度和声压灵敏度的计算公式；还用瑞利(L.Rayleigh)法近似估算了矢量水听器的固有振动频率。 与矢量水听器相适应，一种新的水声信号处理技术—声压、振速联合信息处理技术应运而生。结合左右舷目标分辨技术，本文还对由声压与振速传感器，以不同方式组合而成的多维矢量水听器及矢量阵进行了联合信息处理研究。包括声压、振速信息预处理；矢量水听器及矢量线列阵、垂直阵的波束形理论研究和仿真研究，由仿真结果得出：由声压与三维或二维振速传感器组合而成的矢量水听器，无论是沿x轴布放成水平线列阵，还是沿z轴布放成垂直线列阵，用常规波束形成方法即可较准确地分辨左右舷目标。如果没有声压水听器，即使是由三维振速传感器组合而成的矢量水听器，无论是沿x轴布放成水平线列阵，还是沿z轴布放成垂直线列阵，用常规的波束形成方法都不能准确地分辨左右舷目标等较有意义的结论。 为了将矢量传感器阵与常规标量阵的性能作比较，我们建立了矢量水听器在噪声场中的测量模型，并研究了水平方位无关(旋转对称)、旋转对称且．一 垂直对称、各向同性均匀噪声场等条件下，矢量水听器内部各分量间及矢量 阵各阵元之问的噪声相关结构。选用了指向性＊J和阵增益AG作为衡量标 讹，分忻了单个矢量水听器及矢量线阵的指向性，并对矢量阵的增益作了评 估。 论文最后，我们将本课题研制的矢量水听器布放成匀直线列阵，并对矢 量线列阵和垂直阵在各向同性噪声场中的阵增益作了仿真估计。由仿真结果 得知：矢景线列阵和垂百阵在各向同性噪声场中的阵增益值与信号入射方向 （U休和仰用〕有关，但在大多数方向上，其阵增益值都大于或等于同阵元 数的声压水听器线列阵，也就是说矢量阵比常规声压阵有更高的阵增益。