聲吶技術(shù)淺析

1、 04013130 陳金煒陳金煒目錄引言聲吶技術(shù)起源聲吶的工作原理聲吶的結(jié)構(gòu)組成與分類聲吶技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向 上個(gè)世紀(jì)，人類在世界范圍內(nèi)進(jìn)行的探索活動(dòng)，以陸地和太空居多，海洋所占的比重較小。然而，進(jìn)入二十一世紀(jì)，占據(jù)地球表面百分之七十一的海洋被視為最有潛力的巨大寶庫(kù)，于是，圍繞海洋，人類開(kāi)展了大量的探索活動(dòng)。談到海洋探索，與之緊密相連的技術(shù)便是聲吶技術(shù)。 目錄引言聲吶技術(shù)起源聲吶的工作原理聲吶的結(jié)構(gòu)組成與分類聲吶技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向什么是聲吶？聲納聲納就是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行就是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)探測(cè)、定位和通

2、信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置。它是中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置。它是SONARSONAR一詞的一詞的“義音兩顧義音兩顧”的譯稱（舊譯的譯稱（舊譯為聲納），為聲納），SONARSONAR是是Sound Navigation Sound Navigation andandRangingRanging（聲音導(dǎo)航測(cè)距）的縮寫。（聲音導(dǎo)航測(cè)距）的縮寫。 聲納技術(shù)至今已有聲納技術(shù)至今已有100100年歷史，它年歷史，它是是19061906年由英國(guó)海軍的劉易年由英國(guó)海軍的劉易斯斯尼克森所發(fā)明。這種技術(shù)，尼克森所發(fā)明。這種技術(shù)，到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用到戰(zhàn)到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用到戰(zhàn)

3、場(chǎng)上，用來(lái)偵測(cè)潛藏在水底的潛場(chǎng)上，用來(lái)偵測(cè)潛藏在水底的潛水艇。水艇。 目錄引言聲吶技術(shù)起源聲吶的工作原理聲吶的結(jié)構(gòu)組成與分類聲吶技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向發(fā)射器發(fā)射器換能器換能器目標(biāo)物目標(biāo)物顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)聲信號(hào)聲信號(hào)電信號(hào)電信號(hào)電電 信信 號(hào)號(hào)（放大等處理）（放大等處理）接收機(jī)接收機(jī)聲吶回波聲吶回波1.在水中進(jìn)行觀察和測(cè)量，具有得天獨(dú)厚條件在水中進(jìn)行觀察和測(cè)量，具有得天獨(dú)厚條件的只有聲波。的只有聲波。 2.光在水中的穿透能力很有限，然而，光在水中的穿透能力很有限，然而，聲波在水聲波在水中傳播的衰減就小得多中傳播的衰減就小得多，低頻的聲波還可以穿，低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層

4、，并且得到地層中的信息。透海底幾千米的地層，并且得到地層中的信息。在水中進(jìn)行測(cè)量和觀察，至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)比聲在水中進(jìn)行測(cè)量和觀察，至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)比聲波更有效的手段。波更有效的手段。 目錄引言聲吶技術(shù)起源聲吶的工作原理聲吶的結(jié)構(gòu)組成與分類聲吶技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向 聲納技術(shù)至今已有聲納技術(shù)至今已有100100年歷史，它年歷史，它是是19061906年由英國(guó)海軍的劉易年由英國(guó)海軍的劉易斯斯尼克森所發(fā)明。這種技術(shù)，尼克森所發(fā)明。這種技術(shù)，到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用到戰(zhàn)到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用到戰(zhàn)場(chǎng)上，用來(lái)偵測(cè)潛藏在水底的潛場(chǎng)上，用來(lái)偵測(cè)潛藏在水底的潛水艇。水艇。 基陣電子機(jī)柜輔助設(shè)備水聲換

5、能器以一定幾何圖形排列組合而成，其外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。基陣、發(fā)射機(jī)陣或收發(fā)合一基陣之分。包括電源設(shè)備、連接電纜、水下接線箱和增包括電源設(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、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、拖曳等裝置，以及聲納回轉(zhuǎn)、俯仰、收放、拖曳等裝置，以及聲納導(dǎo)流罩等。導(dǎo)流罩等。 發(fā)射、接收、顯示和控制等分系統(tǒng)發(fā)射、接收、顯示和控制等分系統(tǒng) 可按其可按其工作方式工作方式，裝備對(duì)象裝備對(duì)象，戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)

6、用途術(shù)用途、基陣攜帶方式基陣攜帶方式和和技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)等分類方法分成為各種不同的聲納等分類方法分成為各種不同的聲納。 例如：按工作方式可分為例如：按工作方式可分為主動(dòng)聲納主動(dòng)聲納和和被動(dòng)聲納；被動(dòng)聲納； 按裝備對(duì)象可分為按裝備對(duì)象可分為水面艦艇聲納水面艦艇聲納、潛艇聲納、航空聲納、便攜式聲納潛艇聲納、航空聲納、便攜式聲納和和海岸聲納海岸聲納等。等。 主動(dòng)聲納主動(dòng)聲納：是指聲納主動(dòng)發(fā)射聲波：是指聲納主動(dòng)發(fā)射聲波“照射照射”目標(biāo)，而后接收水中目標(biāo)反射的回波以目標(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)。測(cè)定目標(biāo)的參數(shù)。被動(dòng)聲納被動(dòng)聲納：指聲納被動(dòng)接收艦船等水中目：指聲納被動(dòng)接收艦船等水中目標(biāo)

7、產(chǎn)生的輻射噪聲和水聲設(shè)備發(fā)射的信標(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。號(hào)，以測(cè)定目標(biāo)的方位。 目錄引言聲吶技術(shù)起源聲吶的工作原理聲吶的結(jié)構(gòu)組成與分類聲吶技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向l聲吶與反潛作戰(zhàn)聲吶與反潛作戰(zhàn)l聲吶與海上搜索聲吶與海上搜索 潛艇依然是海戰(zhàn)的重要作戰(zhàn)平臺(tái)潛艇依然是海戰(zhàn)的重要作戰(zhàn)平臺(tái) 世界上的潛艇按動(dòng)力可區(qū)分為：常規(guī)潛艇和核潛艇；按作戰(zhàn)任務(wù)可區(qū)分為：戰(zhàn)略導(dǎo)彈潛艇和攻擊型潛艇 世界上擁有核潛艇的國(guó)家有5個(gè)，擁有各型核潛艇150余艘，其中，戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇近50艘，攻擊型核潛艇100余艘 還有近40個(gè)國(guó)家擁有不同類型的常規(guī)潛艇300余艘。 擁有常規(guī)潛艇數(shù)量最多

8、的國(guó)家在我們亞洲（朝朝鮮鮮擁有60艘） 聲吶與反潛作戰(zhàn)聲吶與反潛作戰(zhàn) 作戰(zhàn)平臺(tái)（載具）：潛艇，驅(qū)逐艦，護(hù)衛(wèi)艦，獵潛艦，飛機(jī) 武器：深水炸彈，刺猬彈，火箭，魚雷，水雷，反潛導(dǎo)彈 在反潛作戰(zhàn)中，聲吶是主要的偵測(cè)手段， 也即是反潛方的眼睛與耳朵。音紋：音紋： 潛艇和水面艦只在航行中，由于馬達(dá)，螺旋槳以及艇體形狀的不同，會(huì)產(chǎn)生固定頻率的回波，這種類似于人指紋的回波被稱為聲紋，現(xiàn)代聲納接受到信號(hào)后和聲紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的信號(hào)比較就能確定對(duì)方是哪一級(jí)別甚至具體是哪艘潛艇或艦只，然后根據(jù)對(duì)方的特性識(shí)別敵友并作出最好的戰(zhàn)斗判斷。聲吶與反潛作戰(zhàn)聲吶與反潛作戰(zhàn)當(dāng)飛機(jī)在海上發(fā)生空難之后，用聲吶去搜尋黑匣子就是唯一的搜尋途徑

9、拖曳式聲吶拖曳式聲吶 它是以它是以纜線與潛纜線與潛艇連接，艇連接，而聲納的而聲納的本體則遠(yuǎn)本體則遠(yuǎn)遠(yuǎn)的拖在遠(yuǎn)的拖在潛艇的后潛艇的后面進(jìn)行探面進(jìn)行探測(cè)，消除測(cè)，消除盲區(qū)，找盲區(qū)，找出躲在這出躲在這個(gè)區(qū)域的個(gè)區(qū)域的目標(biāo)目標(biāo)。目錄引言聲吶技術(shù)起源聲吶的工作原理聲吶的結(jié)構(gòu)組成與分類聲吶技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向當(dāng)今聲吶技術(shù)有多個(gè)發(fā)展方向，對(duì)于去年馬航MH370失聯(lián)的事件來(lái)說(shuō)，要利用聲吶來(lái)解決類似的問(wèn)題，可以著力于發(fā)展合成徑孔聲吶技術(shù)。聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向聲吶技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向聲納平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度與聲傳播速度之比約為聲納平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度與聲傳播速度之比約為1：750，而，而雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度和無(wú)線電波傳播速度之比是雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度和無(wú)線電波傳播速度之比是1：106，所以合成孔徑聲納的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、成像遠(yuǎn)比合成孔徑雷所以合成孔徑聲納的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、成像遠(yuǎn)比合成孔徑雷達(dá)復(fù)雜達(dá)復(fù)雜聲傳播的海洋介質(zhì)比無(wú)線電傳聲傳播的海洋介質(zhì)比無(wú)線電傳播的大氣介質(zhì)復(fù)雜得多播的大氣介質(zhì)復(fù)雜得多合成孔徑聲納(SAS)的初步研究結(jié)果是令人振