线形声矢量阵一阶可调向差分波束形成器设计

来源：电讯技术杂志2025年第9期北京时间：

作者：张竞丹,吴怡,陈峰,黄兴雨

单位：(哈尔滨工程大学 a.未来技术学院;b.水声工程学院，哈尔滨 150001)

摘要：为解决现有线形一阶差分波束形成器主瓣无法随运动目标方向改变的问题，提出一种线形声矢量阵一阶可调向差分波束形成器设计方法。首先，根据均匀线形阵列接收信号模型，从理论上推导了信号模型和性能评价公式，给出了波束图和指向性定义。然后，将各通道权值与各通道的导向矢量的和基于McLaughlin级数展开，与可调向差分波束形成器表达式对照，得到各通道权值表达式。仿真实验表明，相较于一阶差分麦克风阵列，该算法指向性更优越且几乎不随频率而变化。水池实验结果表明，相较于传统的声压传感器，该算法处理后的阵列增益为9 dB，更加有利于水下探测。

关键词：水下探测；线形声学矢量传感器阵列；差分波束形成器；指向调节；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(62301179)；中国博士后科学基金面上资助项目(2023M730828)；黑龙江省自然科学基金优青项目(YQ2023D008)；黑龙江省博士后基金(LBH-Z22103,LBH-TZ2309)