王绪虎，陈建峰，韩 晶，张群飞

（1．青岛理工大学 通信与电子工程学院，山东 青岛 266520；2．西北工业大学 航海学院，西安 710072）

在水下信息的感知和测量系统中，声压水听器是最常使用的传感器，它测量某点的声压，获取声场的标量信息。矢量水听器（AVS：Acoustic Vector Sensor）可以同时测量声场中某点的声压和三个正交的振速分量（或声压梯度），高阶水听器可以获取声场中的高阶差分量，理论上它们获取了更多的声场信息，因而也具有更高的处理增益和空间指向性，近年来受到水声工作者的关注。

矢量水听器的优势在于它具有与频率无关的偶极子指向性，单个矢量水听器便可实现三维空间的无模糊定向［1－2］。近几十年来，矢量水听器技术获得了快速的发展，一批性能稳定的矢量水听器已经成功的应用到声纳浮标［3－4］、声纳潜标［5］、拖曳线列阵［6－7］、辐射噪声测量与识别系统［8－9］地震监测系统［1］、鱼探仪［3］等水下信息感知系统中［10－11］。

声场高阶信息量的幅度相对于零阶信息的（声压）幅度来说比较小，且阶数越高，幅度衰减越快。除此之外，高阶信息量测量系统中具有自噪声，且对环境噪声比较敏感，因而声场高阶信息的获取具有很大的挑战性。近十几年来，一些研究者针对二阶组合传感器进行了相关研究。D’Spain［12］提出了二阶声场的概念，并分析了单点零阶、一阶和二阶信息的波束形成原理；Cray等［13］提出了二阶组合水听器的概念，并分析了单个二阶组合水听器的指向性和处理增益；Cray等［14－15］制作出几种不同类型的二阶组合水听器；……