聲吶的原理,聲納的工作原理

其實聲納的工作原理換句話說就是“聲納是通過什么來探測海底世界的”。籠統(tǒng)的說聲吶的原理，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，通過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(shè)備接收在接到這些包含豐富內(nèi)容的信息后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，再與數(shù)據(jù)庫里面的數(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。當然，對于聲納的實踐使用，因為它是個非常復雜的系統(tǒng)，可稱為“聲納系統(tǒng)”。所包含的主要要素有：聲源設(shè)計、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行探測、定位和通信的電子設(shè)備。聲學(聲納)是各國海軍進行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù)，用于對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤；進行水下通信和導航，保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰(zhàn)術(shù)機動和水中武器的使用。此外，聲納技術(shù)還廣泛用于魚雷制導、水雷引信，以及魚群探測、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(zhàn)術(shù)用途、按基陣攜帶方式和技術(shù)特點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聲納和被動聲納；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(shè)備三部分組成?；囉伤晸Q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(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、與聲納基陣的傳動控制相配套的升降、回轉(zhuǎn)、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置，以及聲納導流罩等?！?主動聲納技術(shù)是指聲納主動發(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(shù)。大多數(shù)采用脈沖體制，也有采用連續(xù)波體制的。被動聲納技術(shù)是指聲納被動接收艦船等水中目標產(chǎn)生的輻射噪聲和水聲設(shè)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，外界條件的影響很嚴重。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，會產(chǎn)生折射、散射、反射和干涉，會產(chǎn)生聲線彎曲、信號起伏和畸變，造成傳播途徑的改變，以及出現(xiàn)聲陰區(qū)，嚴重影響聲納的作用距離和測量精度。現(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、會聚區(qū)、深海聲道)來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，被對方主動聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠；目標輻射噪聲強度越大，被對方被動聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠。