作为一种新型的传感器,矢量水听器能够同时测量声场中的声压与振速。由于能够提供更多的声场信息,矢量水听器和矢量水听器阵列的应用越来越广泛。由于矢量阵拥有更多的信息量,能够实现无模糊定位和空间欠采样等优点,所以相对于声压阵具有更好的检测性能和目标参数的估计精度,并且利用较少的矢量传感器达到较多声压传感器才能达到的孔径,非常适合拖曳阵的应用。而拖曳阵由于其远离拖船,具有噪声低、可变深、可充分利用水文条件以及孔径相对不受限制等优点,在水下反潜战中扮演着重要角色。所以将矢量水听器应用于拖曳阵是人势所趋。本论文主要围绕影响矢量拖曳阵实际应用的各项因素进行研究。　　 本文首先对矢量拖曳阵的流噪声进行研究。实验表明,当拖曳速度较高时,流噪声是限制拖曳阵工作性能的关键因素。首先应用汤渭霖提出的流噪声产生机理,采用频率一波数二维谱法推导拖曳阵管内流噪声场,根据流噪声的特性和同振式矢量水听器的工作原理,推导了流噪声激励下弹性柱壳内矢量水听器的声压通道和振速通道的噪声功率谱。在研究流噪声基本理论的基础上,接着对流噪声测量的工作流程和分析软件架构进行设计。最后对湖上试验数据进行流噪声分析,所得结果具有实际参考价值。　　 基于对湖上试验数据的流噪声分析,同时考虑到振速通道对振动噪声敏感,进一步对矢量拖曳阵的振动噪声进行分析。特别是对矢量水听器的减振安装方式进行研究,研究对象是泡沫和果冻胶,通过拖曳振动噪声谱级、指向性、灵敏度来进行遴选。试验表明泡沫安装方式在不影响矢量水听器的指向性和灵敏度的前提下,能够有效降低振动噪声谱级。　　 为了实现矢量拖曳阵的三维定位,本章将匹配场原理应用到矢量阵上。首先对匹配场基本原理进行介绍,接着根据声压、质点振速表达式进行推导,得到矢量水平阵的Bartlett相关表达式,并对影响定位的因素进行分析。最后在矢量水平阵和矢量垂直阵下进行仿真,并对结果进行分析。为了同时获得距离、深度、角度的估计,在欠量垂直阵下,需要应用声压、轴向振速、法向振速组合或者垂直振速、轴向振速、法向振速组合;在矢量水平阵下,需要应用垂直振速、轴向振速、法向振速组合。　　 本文最后对样机系统的工程实现进行了说明,讨论了使用千兆以太网作为数据采集信道的被动声纳实时处理系统的设计与实现方法,提出了一种适合被动声纳系统的灵活的硬件和软件结构,重点对以太网数据接收解析、DSP与主机之间的交互、主机控制与显示等功能进行阐述。最后给出湖上试验结果,从指向性试验、静态试验、动态试验三个方面验证试验系统的可行性。本文所示的系统框架对使用以太网作为数据采集信道的系统具有借鉴意义。