用大孔径的水听器基阵,同时接收多个目标的辐射噪声,以测定目标距离和方位的声呐。又称噪声测距声呐。
被动测距声呐也可测定主动声呐信号的方位、频率和距离。大量装备于潜艇,能为潜艇鱼雷攻击提供目标坐标数据,使潜艇的隐蔽攻击能力大为增强。新型岸基浮标声呐、拖线阵声呐也具有被动测距功能。
现代潜艇被动测距声呐水听器基阵的典型布设方式是:将水听器贴镶在潜艇左右舷侧表面,以等间距直线排列,各构成三个子阵;也有在耐压壳体上部布设成一列三个子阵的,声阵孔径达数十米;左(右)舷的三个子阵分别对左(右)舷范围内的目标进行测距。被动测距声呐的测距原理是:当收到目标辐射噪声时,首先测出三个量,即声波的入射方向角ϕ,声波到第1、第2子阵的时间差τ12,以及到第2、第3子阵的时间差τ23;计算两个时间差之差ε,ε=τ12-τ23,ε描述了接收波阵面的弯曲程度;通过接收波阵面的曲率半径R与ε的几何关系得出:R=d2cos2ϕ/cε(c为声速,d为相邻子阵的间距),曲率半径R就是目标声源到接收基阵的距离。利用上述几何关系,由三个测量值即可算出目标的距离。
以上方法存在一定的理论测距误差,误差值随目标距离的增加,以四次方规律增大;并随目标方位偏离基阵法线(线列基阵中心的垂线)方向的角度ϕ的增大而增大。即目标偏离正横方向的角度越大,测量精度越低。在实际使用中每一次测量值的起伏很大,需对多次测量值进行平均,才能得到可靠的ε值。同时,现代被动测距声呐需在两舷30°~150°的舷角范围内进行测距。对航速为30节的驱逐舰,最大作用距离达10海里以上,目标在正横方向时相应的测距误差约10%,当探测距离为8海里时误差可减小到1%。
被动测距声呐于20世纪60年代出现,并陆续装备所有的常规潜艇和核动力潜艇。其发展方向是进一步提高现有被动测距声呐的远距离测距精度,利用匹配场技术,发展能够同时对目标测距和测深的新型被动测距声呐。