Page 164 - 《应用声学）》2023年第5期

1056 2023 年 9 月

0 0 0
ړಏ᫼
-5 ԥ᩼᫼ -5 -5
ᛃጳ᫼
-10 -10 -10
dB -15 dB -15 dB -15
-20 -20 -20
-25 -25 -25
-30 -30 -30
-50 0 50 -50 0 50 -50 0 50
ඵࣱᝈए/(°) ඵࣱᝈए/(°) ඵࣱᝈए/(°)
(a) 2000 Hz (b) 4000 Hz (c) 8000 Hz
图 6 体积阵水平指向性图
Fig. 6 Horizontal directivity diagram of volume array

不同频率下，3 种体积阵的最大旁瓣高度与主 最高，但其旁瓣远高于螺线阵和双锥阵；双锥阵的主
瓣高度比的分贝值 (旁瓣级) 频率响应曲线如图 7 瓣宽度与螺线阵相同，但其旁瓣高于螺线阵。由于3
所示。 种体积阵的垂直结构相似，都为等间隔线阵构型，因
在水平方向上，螺线阵拥有最低、最平坦的旁 此垂直指向性基本相同。
瓣，抗空间定向干扰能力最强；圆柱阵主瓣最窄，
2.2 方位估计能力
相比双锥阵、螺线阵的角分辨力最高，即定向精度
设水平 −25 和 40 方向有两束平面波射向阵
◦
◦
0
列，在无背景噪声干扰下，不同频率处阵列的常规波
-5 束形成方位估计结果如图8所示。
ړಏ᫼ 在 4000 Hz、6000 Hz、8000 Hz、10000 Hz、
ԥ᩼᫼
-10
ᛃጳ᫼ 12000 Hz 和 14000 Hz 频率下的方位估计水平切
dB
-15 片图如图9所示。
对于两个角度相近的目标，若方位估计谱中二
-20
者间的凹陷深度大于 3 dB，则视为能够成功分辨两

-25 个目标，将阵列在水平方向上能够分辨出的两个等
2 4 6 8 10 12 14
f/kHz 强度目标的最小夹角称为水平角度分辨力。在不同
输入信噪比 (Signal-to-noise ratio, SNR) 的各向均
图 7 3 种体积阵旁瓣级频响曲线
Fig. 7 Sidelobe frequency response curves of three 匀同性噪声干扰下，3 种体积阵的最高伪峰高度和
volume arrays 水平角度分辨力分别如图10和图11所示。

0
14 14 14
-5
12 12 12
10 10 10 -10
f/kHz 8 f/kHz 8 f/kHz 8 -15
6
6
6
-20
4 4 4
-25
2 2 2
0.1 0.1 0.1 -30
-50 0 50 -50 0 50 -50 0 50
ඵࣱᝈए/(°) ඵࣱᝈए/(°) ඵࣱᝈए/(°)
(a) ᛃጳ᫼ (b) ԥ᩼᫼ (c) ړಏ᫼
图 8 体积阵水平方位估计结果
Fig. 8 Horizontal azimuth estimation results of volume array