聲吶的原理,聲納的工作原理

其實(shí)聲納的工作原理?yè)Q句話說(shuō)就是“聲納是通過(guò)什么來(lái)探測(cè)海底世界的”。籠統(tǒng)的說(shuō)聲吶的原理，海水中聲波是唯一能遠(yuǎn)距離傳播的能量載體，像電磁波、光波入水幾米、十幾米就衰減的沒(méi)有了。而聲納是先用聲源（聲納的換能器）發(fā)出聲波，聲波照射到水中的物物體（魚類、潛艇等）后反射回來(lái)，通過(guò)不同的物體反射聲信號(hào)的強(qiáng)度和頻譜信息是不一樣的這一特征，聲納的接收設(shè)備接收在接到這些包含豐富內(nèi)容的信息后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，再與數(shù)據(jù)庫(kù)里面的數(shù)據(jù)比照，就能判斷照射的物體是什么，甚至能判別其航速，航向。當(dāng)然，對(duì)于聲納的實(shí)踐使用，因?yàn)樗莻€(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，可稱為“聲納系統(tǒng)”。所包含的主要要素有：聲源設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、對(duì)海洋環(huán)境的充分認(rèn)識(shí)等等一系列知識(shí)。缺了哪一步，探索海洋都是空談。

聲納是利用水中聲波進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備。聲學(xué)(聲納)是各國(guó)海軍進(jìn)行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù)，用于對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、分類、定位和跟蹤；進(jìn)行水下通信和導(dǎo)航，保障艦艇、反潛飛機(jī)和反潛直升機(jī)的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)和水中武器的使用。此外，聲納技術(shù)還廣泛用于魚雷制導(dǎo)、水雷引信，以及魚群探測(cè)、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測(cè)量和海底地質(zhì)地貌的勘測(cè)等。聲納可按工作方式，按裝備對(duì)象，按戰(zhàn)術(shù)用途、按基陣攜帶方式和技術(shù)特點(diǎn)等分類方法分成為各種不同的聲納。例如按工作方式可分為主動(dòng)聲納和被動(dòng)聲納；按裝備對(duì)象可分為水面艦艇聲納、潛艇聲納、航空聲納、便攜式聲納和海岸聲納，等等?！?聲納裝置一般由基陣、電子機(jī)柜和輔助設(shè)備三部分組成。基陣由水聲換能器以一定幾何圖形排列組合而成，其外形通常為球形、柱形、平板形或線列行，有接收基陣、發(fā)射機(jī)陣或收發(fā)合一基陣之分。電子機(jī)柜一般有發(fā)射、接收、顯示和控制等分系統(tǒng)。輔助設(shè)備包括電源設(shè)備、連接電纜、水下接線箱和增音機(jī)、與聲納基陣的傳動(dòng)控制相配套的升降、回轉(zhuǎn)、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置，以及聲納導(dǎo)流罩等?！?主動(dòng)聲納技術(shù)是指聲納主動(dòng)發(fā)射聲波照射目標(biāo)，而后接收水中目標(biāo)反射的回波以測(cè)定目標(biāo)的參數(shù)。大多數(shù)采用脈沖體制，也有采用連續(xù)波體制的。被動(dòng)聲納技術(shù)是指聲納被動(dòng)接收艦船等水中目標(biāo)產(chǎn)生的輻射噪聲和水聲設(shè)備發(fā)射的信號(hào)，以測(cè)定目標(biāo)的方位?！?影響聲納工作性能的因素除聲納本身的技術(shù)狀況外，外界條件的影響很嚴(yán)重。比較直接的因素有傳播衰減、多路徑效應(yīng)、混響干擾、海洋噪聲、自噪聲、目標(biāo)反射特征或輻射噪聲強(qiáng)度等，它們大多與海洋環(huán)境因素有關(guān)。例如，聲波在傳播途中受海水介質(zhì)不均勻分布和海面、海底的影響和制約，會(huì)產(chǎn)生折射、散射、反射和干涉，會(huì)產(chǎn)生聲線彎曲、信號(hào)起伏和畸變，造成傳播途徑的改變，以及出現(xiàn)聲陰區(qū)，嚴(yán)重影響聲納的作用距離和測(cè)量精度?，F(xiàn)代聲納根據(jù)海區(qū)聲速--深度變化形成的傳播條件，可適當(dāng)選擇基陣工作深度和俯仰角，利用聲波的不同傳播途徑(直達(dá)聲、海底反射聲、會(huì)聚區(qū)、深海聲道)來(lái)克服水聲傳播條件的不利影響，提高聲納探測(cè)距離。又如，運(yùn)載平臺(tái)的自噪聲主要與航速有關(guān)，航速越大自噪聲越大，聲納作用距離就越近，反之則越遠(yuǎn)；目標(biāo)反射本領(lǐng)越大，被對(duì)方主動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)；目標(biāo)輻射噪聲強(qiáng)度越大，被對(duì)方被動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)。