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多模球形水听器是一种体积小、工作频带宽的矢量水听器,应用于侦察声呐中对目标信号的方位和频率等进行估计。本文研究了无限大平面障板、有限大平面障板和带指挥台的艇体障板对多模球形水听器测向性能的影响。研究障板的影响,关键是计算障板的散射声场,对于无限大平面障板,推导出了计算公式,从公式出发讨论了障板对系统测向的影响,对于复杂形状的障板,从散射声场的Kirchhoff近似出发,用板块元法计算出散射声场的数值解,求得多模球形水听器的差路信号及目标方位角,分析了障板对系统测向的影响。
障板对多模球形水听器测向性能的影响非常复杂,与障板的位置、形状、结构及入射波的频率、俯仰角、水听器距离障板的距离等参数有关。若多模球形水听器四个基元的等效声中心位于同一平面且严格对称,则平面障板与等效声中心所在平面平行时,障板对系统测向没有影响;平面障板与等效声中心所在平面倾斜时,障板对系统测向会产生影响,此时入射波频率及俯仰角变化也会影响测向精度。带指挥台的艇体障板形状结构复杂,会在某些方位产生很大的测向误差,艇体会在少数方位产生较大的测向误差,而指挥台在整个方位内都会产生明显的测向误差,当发射声源深度及入射波频率变化时,指挥台对测向的影响比艇体大。艇体障板不会使系统出现测向“盲点”。在障板表面覆盖消声瓦可以明显减小障板对系统测向的影响。如果多模球形水听器四个基元的等效声中心不对称,则无论是否存在障板,系统均会有测向误差,这是由于水听器本身就会产生测向误差。