传统的声波换能器无法定向辐射声波,也不能接收从特定方向传播而来的声波。而近年来相控阵的出现解决了这一难题,通过控制换能器辐射和接收到声波信号的幅度和相位,就可以使相控阵实现定向辐射和定向接收。本文基于数值模拟的方法对相控阵的定向接收进行了研究。首先介绍了相控线阵、相控圆弧阵和相控柱面阵的基本理论,然后介绍了在无限大流体介质中相控阵定向接收的方法,包括相控阵接收波形同相位叠加的方法、不同组合接收子阵的工作方式以及三维空间中相控阵定向接收的方法。最后,在此基础上对无限大流体介质中相控线阵、相控圆弧阵和相控柱面阵的定向接收进行了数值模拟研究,重点考察这三种相控阵的定向接收效果。研究结果表明:相控线阵、相控圆弧阵和相控柱面阵都可以定向接收从某一特定方向入射而来的平面波;对于相控线阵来说,阵元个数越多或者阵元间距越大,相控线阵的定向接收效果越好;对于相控圆弧阵来说,当采用相邻的3个和4个阵元组成接收子阵结合的工作方式时,相控圆弧阵的定向接收效果优于分别采用3个和4个阵元组成接收子阵的工作方式,这三种接收子阵定向接收效果都比相控圆弧阵的各阵元独立工作时好很多;对于相控柱面阵来说,将三维问题转化为两个二维问题,可以确定平面波在三维空间中的入射方向,其定向接收效果比相控线阵和相控圆弧阵更好。