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(huà)說(shuō)就是“聲納是通過(guò)什么來(lái)探測海底世界的”。籠統的說(shuō)聲吶的原理，海水中聲波是唯一能遠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(yú)類(lèi)、潛艇等）后反射回來(lái)，通過(guò)不同的物體反射聲信號的強度和頻譜信息是不一樣的這一特征，聲納的接收設備接收在接到這些包含豐富內容的信息后經(jīng)過(guò)數據處理，再與數據庫里面的數據比照，就能判斷照射的物體是什么，甚至能判別其航速，航向。當然，對于聲納的實(shí)踐使用，因為它是個(gè)非常復雜的系統，可稱(chēng)為“聲納系統”。所包含的主要要素有：聲源設計、信號處理、對海洋環(huán)境的充分認識等等一系列知識。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、定位和通信的電子設備。聲學(xué)(聲納)是各國海軍進(jìn)行水下監視使用的主要技術(shù)，用于對水下目標進(jìn)行探測、分類(lèi)、定位和跟蹤；進(jìn)行水下通信和導航，保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰術(shù)機動(dòng)和水中武器的使用。此外，聲納技術(shù)還廣泛用于魚(yú)雷制導、水雷引信，以及魚(yú)群探測、海洋石油勘探、船舶導航、水下作業(yè)、水文測量和海底地質(zhì)地貌的勘測等。聲納可按工作方式，按裝備對象，按戰術(shù)用途、按基陣攜帶方式和技術(shù)特點(diǎn)等分類(lèi)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、電子機柜和輔助設備三部分組成。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(xiàn)列行，有接收基陣、發(fā)射機陣或收發(fā)合一基陣之分。電子機柜一般有發(fā)射、接收、顯示和控制等分系統。輔助設備包括電源設備、連接電纜、水下接線(xiàn)箱和增音機、與聲納基陣的傳動(dòng)控制相配套的升降、回轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置，以及聲納導流罩等。　 主動(dòng)聲納技術(shù)是指聲納主動(dòng)發(fā)射聲波照射目標，而后接收水中目標反射的回波以測定目標的參數。大多數采用脈沖體制，也有采用連續波體制的。被動(dòng)聲納技術(shù)是指聲納被動(dòng)接收艦船等水中目標產(chǎn)生的輻射噪聲和水聲設備發(fā)射的信號，以測定目標的方位。　 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?chē)乐亍１容^直接的因素有傳播衰減、多路徑效應、混響干擾、海洋噪聲、自噪聲、目標反射特征或輻射噪聲強度等，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(xiàn)彎曲、信號起伏和畸變，造成傳播途徑的改變，以及出現聲陰區，嚴重影響聲納的作用距離和測量精度。現代聲納根據海區聲速--深度變化形成的傳播條件，可適當選擇基陣工作深度和俯仰角，利用聲波的不同傳播途徑(直達聲、海底反射聲、會(huì )聚區、深海聲道)來(lái)克服水聲傳播條件的不利影響，提高聲納探測距離。又如，運載平臺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；目標反射本領(lǐng)越大，被對方主動(dòng)聲納發(fā)現的距離就越遠；目標輻射噪聲強度越大，被對方被動(dòng)聲納發(fā)現的距離就越遠。