烽火问鼎计划每天认识一件兵器 在早期声呐系统发展阶段，受限于发射功率、信号处理能力和阵列规模，系统整体探测潜力有限，往往难以在深水、表层存在显著正声速梯度的条件下有效跨越所谓的“第一阴影区”。在此类海域中，声呐附近通常存在一个“近区声学照明区”，其空间尺度在量级上与声呐工作海域水深 Z 相当。超出该区域后，直达声路径显著衰减，目标探测主要依赖折射或海底反射等间接传播路径。在上述条件下，为实现对更远距离目标的有效探测，需要在垂直平面内接收具有较大仰角的声波分量。对于平面阵或圆柱形阵列而言，当波束指向需要进行大角度仰角补偿时，其有效孔径会因阵列投影缩小而产生显著的余弦（cos θ）损耗，工程实践中通常不建议补偿角度超过约 60°。相比之下，球形阵列在几何上能够以接近零补偿角的方式形成任意方向的接收波束，因此在大仰角、多路径接收条件下具有明显优势。需要指出的是，阵列的探测性能并不单纯由其物理表面积决定，而取决于其在目标方向垂直平面上的有效孔径投影。球形阵列虽然避免了因波束指向补偿引起的孔径损失，但其阵元分布在曲面上，单个阵元对特定方向信号的接收灵敏度仍受余弦因子影响。随着声呐系统发射功率、阵列规模以及数字信号处理能力的提升，当系统探测潜力足以在“远区声学照明区”（即“第一阴影区”之外）开展有效工作时，圆柱形阵列在某些应用条件下可能表现出优势。对于主要集中于水平平面内的接收波束，圆柱形阵列的有效孔径损耗主要体现在一个平面内，而不像球形阵列那样在水平和垂直两个平面均需综合考虑阵元方向性因素。因此，在目标主要分布于远距离、低仰角方向且系统具备充分信号处理能力的情况下，圆柱形阵列可实现较高的方向性增益和接收效率。随着材料工程、阵列制造工艺以及数字信号处理能力的持续发展，现代潜艇声呐系统逐步引入了共型声呐阵列（conformal sonar arrays）的设计理念，即将接收阵列沿艇体外形分布并与结构外壳一体化集成。共型声呐阵列通常以大面积共型舰艏阵列配合舷侧阵列与拖曳线阵，形成多阵协同的综合声呐系统。与传统独立式球形阵或圆柱形舰艏阵相比，共型阵列在几何上不再严格受限于单一理想阵型，其有效孔径可以在较大空间范围内展开，从而在保持较大水平孔径的同时，兼顾一定的垂直覆盖能力。通过高密度阵元布置、精确的阵元标定以及自适应数字波束形成技术，共型阵列能够在一定程度上缓解因阵元曲面分布带来的方向性余弦损耗，并通过软件方式实现对不同仰角与方位角的灵活优化。
