声呐

工作原理
声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是 “声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。
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在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测 手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中， 人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长 越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波 在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里 外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中 的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。
简介
声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导 航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波 在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和 通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学 定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和 通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。
声呐的民事应用
水下测深和测距 多普勒测速仪 鱼群探测和渔业管理
助潜设备
用于水下和水面的“定位标指” 用于通信和遥测
声呐的军事应用
声纳是舰艇的“眼睛”和“耳朵” 由声纳系统构成所谓的“水下通信仪”或称“水下电话”,可作为舰艇之间的通信工 具 现代各种水雷、鱼雷武器都装配有不同的声纳系统 “声纳浮标”. 这是一种用飞机投放于海上的小型声纳装置,可用作在空中对水下目 标进行测听和定位。
被动声呐
被动声呐技术是指声呐被动接收 舰船等水中目标产生的辐射噪声和水 声设备发射的信号，以测定目标的方 位。它由简单的水听器演变而来，它 收听目标发出的噪声，判断出目标的 位置和某些特性，特别适用于不能发 声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜 艇。
主动声纳系统示意图
影响因素
影响声呐工作性能的因素除声呐本身的技术状况外，外界条件的影响很严 重。比较直接的因素有传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、 目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与海洋环境因素有关。例如，声波 在传播途中受海水介质不均匀分布和海面、海底的影响和制约，会产生折射、 散射、反射和干涉，会产生声线弯曲、信号起伏和畸变，造成传播途径的改变， 以及出现声阴区，严重影响声呐的作用距离和测量精度。现代声呐根据海区声 速--深度变化形成的传播条件，可适当选择基阵工作深度和俯仰角，利用声波 的不同传播途径(直达声、海底反射声、会聚区、深海声道)来克服水声传播条 件的不利影响，提高声呐探测距离。又如，运载平台的自噪声主要与航速有关， 航速越大自噪声越大，声呐作用距离就越近，反之则越远；目标反射本领越大， 被对方主动声呐发现的距离就越远；目标辐射噪声强度越大，被对方被动声呐 发现的距离就越远。
结束语
由于水下军事防务上的要求和人类开发利用海洋资源的迫切需要,声纳技术 已得到了空前的发展.从军用方面来看,高性能的声纳系统、隐身P反隐身、鱼雷 水雷战将备受关注,声纳技术已从单一的被动式或主动式发展到主P被动复合模 式,其中低频、大功率、高效率水声换能器,双拖曳线列阵,信号处理技术(强干扰 源自适应对消、自适应波束形成等) ,波形设计与优化等,是新型声纳发展的关键 技术所在.多传感器和多基地声纳的研究更具有前景. 猎雷声纳迫切需要高分辨 率声纳. 从民用方面看,人类已进入21 世纪,海洋开发和探测已被许多国家列为 高技术项目之列,声纳技术将在海洋工程中发挥更大的
飞机猎艇 用声纳浮标传递信号,炸药作为回声定位声源
声呐的最新应用
声纳系统检测海洋环境（利用声纳进行海洋污染的检测、观测海洋环境参量(浪、 流)、用类似医学层析法由传播时间反演出大洋中的涡旋、声速、水温的变化) 海洋测绘与勘探 舰艇综合声纳系统研究 水声信号处理与水下目标识别技术的研究 在水中兵器和反水雷中的应用研究
声呐的分类
主动声呐
主动声呐技术是指声呐主动发射 声波“照射”目标，而后接收水中目 标反射的回波以测定目标的参数。大 多数采用脉冲体制，也有采用连续波 体制的。它由简单的回声探测仪器演 变而来，它主动地发射超声波，然后 收测回波进行计算，适用于探测冰山、 暗礁、沉船、海深、鱼群、水雷和关 闭了发动机的隐蔽的潜艇。
声呐的结构
声呐装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水声换能器 以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行， 有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。电子机柜一般有发射、接收、 显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增 音机、与声呐基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊 放、投放等装置，以及声呐导流罩等。 换能器是声呐中的重要器件，它是声能与其它形式的能如机械能、电能、磁 能等相互转换的装置。它有两个用途：一是在水下发射声波，称为“发射换 能器”，相当于空气中的扬声器；二是在水下接收声波，称为“接收换能 器”，相当于空气中的传声器（俗称“麦克风”或“话筒”）。换能器在实 际使用时往往同时用于发射和接收声波，专门用于接收的换能器又称为“水 听器”。换能器的工作原理是利用某些材料在电场或磁场的作用下发生伸缩 的压电效应或磁致伸缩效应。