0 b6 K- w7 e8 M! v8 K , Q, X' y& m$ L6 d5 e9 j1 z
声呐技术是指各国海军为提高声呐的探测效能而开发和应用的技术。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。声波是人类迄今为止已知可以在海水中远程传播的能量形式,声纳(sonar)产生于第一次世纪大战期间,由声音(sound)、导航(navigation)和测距(ranging)的字头构成的缩写。它利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成对水下目标进行探测、定位和通信,判断海洋中物体的存在、位置及类型,同时也用于水下信息的传输。
/ y6 ~+ C4 `$ ]4 o) l
5 ^; y% j. m" ?) i3 ~, n 水声换能器是声呐系统的重要部件,根据工作状态的不同,可分为两类:
8 z+ T% V2 U, g+ f$ I 一类称为发射换能器,它将电能转换为机械能,再转换为声能; _4 B9 ?3 b3 a6 H( H( a9 X, O
另一类称为接收换能器,它将声能转换为机械能,再转换为电能。 ; H1 W0 u# | I
实际应用中的水声换能器兼有发射和接收两种功能,现代声呐技术对水声发射换能器的要求是:低频、大功率、高效率以及能在深海中工作等特性。
4 M& N/ T2 V9 K& d) u0 } 水下声呐技术在军事、海洋测绘、海流流速测量、海洋渔业、水声通信、水下声学定位等领域有着广泛的应用,先进信号处理技术、水声通信和声呐组网技术、被动声呐技术、低频主动声呐技术、爆炸声回波定位技术是声呐技术的主要发展方向,此外,诸如水下声学成像技术、侧扫声呐技术、合成孔径声呐技术等关键技术也是国内外研究的焦点。
) v9 R8 T5 n" B! q/ P9 R9 K) H
! i) K4 {) Q7 f3 \5 W8 Z/ m 一、声呐系统分类
4 A$ f' {3 \! z6 M. ]( l 声呐系统可以从多种角度分类,不同的声呐按照某种分类方法属于一类,而按其他分类方法可能又属于不同的类别。下表为从不同的分类角度介绍的各种声呐的主要特点。 & V+ U0 `, e% J- Y/ f
# n, ~/ a+ ?$ n" z! A1 w3 W2 i
- x$ r' R# i' A. ~% S2 a
二、典型的声呐系统 ! w5 t ]( _" Y; L$ V, x
目前典型的声呐系统包括拖曳阵声呐、船侧阵声呐、双/多基地声呐、地形地貌探测声呐、小目标成像声呐、合成孔径声呐和通信声呐等。
$ }; C' G) X. y- m0 e* y' Q 船侧阵声呐:是将若干个水听器沿艇身侧向排列形成两个线列阵。由于水听器安装在舰船侧面艇壳表面,所以其收放简单,但是其受到本舰艇干扰的影响较大。
+ ]/ ]" l: j, C m 双/多基地声呐:是相对于单基地声呐命名的。双基地或者多基地声呐是主动声呐,它的接收装置和发送装置距离较远。这样的布局使得主动声呐平台可以隐蔽和安全地探测目标。
6 f0 m3 H* w0 _. V8 j; t 地形地貌探测声呐:海底地形图描绘了海底深度与坐标的关系,而海底地貌图则是表明海底每点的回波信号的强度。
" S. \9 E1 _2 e6 t4 X' z& s3 }3 l 合成孔径声呐 (SAS):1960年前后,合成孔径的概念才被引入声呐领域,目的是提高声呐的方位分辨力。其基本原理是利用小尺寸基阵匀速直线运动来虚拟大孔径基阵。但是受环境因素,声呐载体很难实现理想的匀速直线运动,所以相关的成像算法和运动补偿技术较为复杂,是合成孔径声呐的关键技术。 ) K, P* h5 @7 Y/ [ D" l
拖曳阵声呐:也称作拖曳线列阵声呐,将水听器线列阵拖缆拖曳于船尾,并由拖缆收放系统进行姿态控制。 * s: W7 U' h N; ~1 ?
三、典型的声呐装备
; X1 x4 b' \1 C! H) L ⑴美国AN/SQR-19型被动拖曳线列阵声呐
7 t' U) _4 }2 S( D6 B/ p8 P AN/SQR-19被动拖曳线列阵声呐是在AN/SQR-18的基础上开发的,工作始于1976年。它是由美国西屋电气公司、古尔德公司和通用电气公司协作研制的。到1982年把第一部AN/SQR-19试验样机首次安装于美国海军DD-980 (Moosbmgger) 号导弹驱逐舰上,经试验鉴定后,自1983年开始正式批准生产。1985年7月AN/SQR-19第一套生产样机正式交付使用。 6 a. K) ^& ^( x5 y: i; R
: W5 J7 Y* S* y+ E 该声呐的主要使命是对潜远距离被
9 y% n- ~. D0 y. E. L* i2 D 5 `0 z- P* g7 ]2 k A X
0 h, ]$ o% }. b( ]4 L8 D
' v, J; D, O* Z( b9 g+ C' T1 O# Y
2 P: S! T+ i) h E# z) V0 _ |