《水声学绪论》PPT课件
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息传输的有效载体
1.4 声波在水下传播最有效
ATOC-海洋气候声层析
ATOC实验-低频声源
ATOC实验-声波传播路径
2、水声学开展简史
2.1 水声学开展历史
• 水声学起源 1490年，达.芬奇摘记中提出用长管听远
处航船
• 水声学第一次定量测量 1827年，瑞士物理学家
D.Colladon 和法国数学家 C.Sturm合作，在日内瓦湖测
2.1 水声学开展历史
• 1925年， 研制出用于船舶导航水声设备——回声测深仪。 • 第二次世界大战促进了水声技术的飞速开展。
2.1 水声学开展历史
• 二战以后的水声技术与水声学
• 传感器技术 • 拖曳线列阵技术 • 水声信号处理技术 • 水声物理学研究 • 减振降噪与隐身技术
2.1 水声学开展历史
水声物理研究
水声物理研究
水声系统
• 水声换能器 • 水声基阵
水声换能材料 水声换能器设计原理与方法 水声换能器工艺 声基阵成阵技术 水声换能器校准计量
英国国家物理实验室
耦合腔校准系统
中频校准水池定位系统
高压消声水池
湖上试验场及其安装设备和测量系统
4、水声学的主要应用
军事领域
2.1 水声学开展历史
Powerful high frequency ultrasonic echo-sounding device was developed by emminent French physicist Paul Langévin and Russian scientist Constantin Chilowsky. They called their device the 'hydrophone'. The transducer of the hydrophone consisted of a mosaic of thin quartz crystals glued between two steel plates with a resonant frequency of 150 KHz. Between 1915 and 1918 the hydrophone was further improved in classified research activities and was deployed extensively in the surveillance
量了水中的声速。
2.1 水声学开展历史
• 1840年，焦耳发现了磁致伸缩效应。 • 1880年，皮埃尔.居里发现了压电效应。
压电效应
压电陶瓷 --PZT〔锆钛酸铝〕
2.1 水声学开展历史
• 1912年， 英国人Alexander Belm描述了回声定位设备。
• 1912年，英国人L.F. Richardon提出了回声定位方案〔英 国专利〕。
水雷引信 声制导鱼雷 探雷声纳 小目标定位声纳 通信声纳 航空吊放声纳〔浮标声纳〕 拖曳声纳 拖曳线列阵声纳 水声导航声纳
安静型潜艇探测的需求
消声瓦使高频回波显 著降低，潜艇辐射噪 声也主要集中于低频 线谱。
Variable Depth Sonar
• Towed from ship. • Buoyancy, scope and ship speed
《水声学绪论》PPT课件
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第一章 绪论 上半部
• 水声学的根本内涵 • 水声学的开展简史 • 水声学的主要研究内容 • 水声的主要应用 • 本课程的主要内容
determine depth. • SL increased with depth. (Quenching limit) • Operate below sonic layer depth.
• 1959年，中苏联合水声考察 • 1994年，南海水声考察 • 2002年，海洋通量测量
3、水声学主要研究对象
水声学的主要研究内容
水声学
水声物理 水声工程
水声系统 水声技术
水声物理
• 海洋环境声特性 • 海水〔声学特性〕 • 海底与海面〔声学特性〕 • 水声传播〔规律〕 • 混响、噪声、散射、声起伏 • 对声纳设备工作的影响
2.1 水声学开展历史
The first working sonar system was designed and built in the United States by Canadian Reginald Fessenden in 1914. The Fessenden sonar was an electromagnetic moving-coil oscillator that emitted low-frequency noise and then switched to a receiver to listen for echoes. It was able to detect an iceberg underwater from 2 miles away, although with the low frequency, it could not precisely resolve its direction.
1、水声学的根本内涵
1.1 水声学的定义
• 水声学主要研究声波在水下的辐射、传 播与接收，用以解决与水下目标探测和 信息传输过程有关的各种声学问题。
声辐射
声传播
海面 声接收
海水
海洋环境
海底
1.2 水声学根本内涵
• 水声学是围绕水声技术、水声对抗技术和水声工程 的根本需求来开展科学研究的
• 水声技术 • 利用声波作为信息载体来实现水下探测、定位、导
航和通信的原理与方法 • 水声对抗技术 • 在军事上，对抗水下声探测、定位、导航和通信的
技术措施与手段 • 水声工程 • 水声技术和对抗技术的工程目标实现
1.3 各种波在水下的衰减
• 磁场：作用距离在100米以内 • 光：作用距离近10米到100米 • 声波：1分贝/公里，10kHz 频率 • 电磁波：衰减4500分贝/公里 • 结论：声波是目前唯一的水下远距离信
1.4 声波在水下传播最有效
ATOC-海洋气候声层析
ATOC实验-低频声源
ATOC实验-声波传播路径
2、水声学开展简史
2.1 水声学开展历史
• 水声学起源 1490年，达.芬奇摘记中提出用长管听远
处航船
• 水声学第一次定量测量 1827年，瑞士物理学家
D.Colladon 和法国数学家 C.Sturm合作，在日内瓦湖测
2.1 水声学开展历史
• 1925年， 研制出用于船舶导航水声设备——回声测深仪。 • 第二次世界大战促进了水声技术的飞速开展。
2.1 水声学开展历史
• 二战以后的水声技术与水声学
• 传感器技术 • 拖曳线列阵技术 • 水声信号处理技术 • 水声物理学研究 • 减振降噪与隐身技术
2.1 水声学开展历史
水声物理研究
水声物理研究
水声系统
• 水声换能器 • 水声基阵
水声换能材料 水声换能器设计原理与方法 水声换能器工艺 声基阵成阵技术 水声换能器校准计量
英国国家物理实验室
耦合腔校准系统
中频校准水池定位系统
高压消声水池
湖上试验场及其安装设备和测量系统
4、水声学的主要应用
军事领域
2.1 水声学开展历史
Powerful high frequency ultrasonic echo-sounding device was developed by emminent French physicist Paul Langévin and Russian scientist Constantin Chilowsky. They called their device the 'hydrophone'. The transducer of the hydrophone consisted of a mosaic of thin quartz crystals glued between two steel plates with a resonant frequency of 150 KHz. Between 1915 and 1918 the hydrophone was further improved in classified research activities and was deployed extensively in the surveillance
量了水中的声速。
2.1 水声学开展历史
• 1840年，焦耳发现了磁致伸缩效应。 • 1880年，皮埃尔.居里发现了压电效应。
压电效应
压电陶瓷 --PZT〔锆钛酸铝〕
2.1 水声学开展历史
• 1912年， 英国人Alexander Belm描述了回声定位设备。
• 1912年，英国人L.F. Richardon提出了回声定位方案〔英 国专利〕。
水雷引信 声制导鱼雷 探雷声纳 小目标定位声纳 通信声纳 航空吊放声纳〔浮标声纳〕 拖曳声纳 拖曳线列阵声纳 水声导航声纳
安静型潜艇探测的需求
消声瓦使高频回波显 著降低，潜艇辐射噪 声也主要集中于低频 线谱。
Variable Depth Sonar
• Towed from ship. • Buoyancy, scope and ship speed
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第一章 绪论 上半部
• 水声学的根本内涵 • 水声学的开展简史 • 水声学的主要研究内容 • 水声的主要应用 • 本课程的主要内容
determine depth. • SL increased with depth. (Quenching limit) • Operate below sonic layer depth.
• 1959年，中苏联合水声考察 • 1994年，南海水声考察 • 2002年，海洋通量测量
3、水声学主要研究对象
水声学的主要研究内容
水声学
水声物理 水声工程
水声系统 水声技术
水声物理
• 海洋环境声特性 • 海水〔声学特性〕 • 海底与海面〔声学特性〕 • 水声传播〔规律〕 • 混响、噪声、散射、声起伏 • 对声纳设备工作的影响
2.1 水声学开展历史
The first working sonar system was designed and built in the United States by Canadian Reginald Fessenden in 1914. The Fessenden sonar was an electromagnetic moving-coil oscillator that emitted low-frequency noise and then switched to a receiver to listen for echoes. It was able to detect an iceberg underwater from 2 miles away, although with the low frequency, it could not precisely resolve its direction.
1、水声学的根本内涵
1.1 水声学的定义
• 水声学主要研究声波在水下的辐射、传 播与接收，用以解决与水下目标探测和 信息传输过程有关的各种声学问题。
声辐射
声传播
海面 声接收
海水
海洋环境
海底
1.2 水声学根本内涵
• 水声学是围绕水声技术、水声对抗技术和水声工程 的根本需求来开展科学研究的
• 水声技术 • 利用声波作为信息载体来实现水下探测、定位、导
航和通信的原理与方法 • 水声对抗技术 • 在军事上，对抗水下声探测、定位、导航和通信的
技术措施与手段 • 水声工程 • 水声技术和对抗技术的工程目标实现
1.3 各种波在水下的衰减
• 磁场：作用距离在100米以内 • 光：作用距离近10米到100米 • 声波：1分贝/公里，10kHz 频率 • 电磁波：衰减4500分贝/公里 • 结论：声波是目前唯一的水下远距离信