|
: c* {! z8 e: G
为什么在海洋不能像在宇宙空间那样使用雷达呢? 2 P- X( L. M9 C: x9 i& |
原因是海洋中作为能量传播介质的海水是一种导电体;当电磁波辐射到海水之中时,它的大部分能量会被海水吸收掉,使传播距离受到严格的限制。而用光波也不行,光波本身属于频率更高的电磁波,在海水中被吸收衰减得更厉害;浑浊的海水会更严重地影响它的传播。
0 y- v( \* h' \ 声波受海水吸收衰减很小,能传播很远的距离。拿相同能量的电磁波和声波比,声波能量的吸收衰减低于电磁波的千分之一。也就是说电磁波走1公里就消失,而声波却能走1000公里。
( k# k! @+ W8 Z, l' H3 G: v3 t5 O, |8 u 所以,声波是海洋中信息传播的较理想形式。 ( s" a( g; ^: q2 F! r h
第一次世界大战期间,德国采取无限制潜艇政策,使英国一方受到了沉重的打击。为了防潜反潜,法国物理学家郎之万研究了水下超声波的反射,利用1880年法国化学家发现的压电晶体,制成了压电陶瓷,创立了超声学和水声学。 $ Z) z- o7 ?& ~$ F
到了第二次世界大战,随着电子技术的发展以及超声、水声学基础研究的不断深人,人们利用压电陶瓷制成了声纳。那时,几乎所有的舰船都装上了它,在战争中发挥了重大的作用。
( `" P, m, R, Z" h N/ q4 h8 v3 f 但是,半个多世纪过去了,声纳的每一项发展,除了船用的探测仪、探鱼仪外,几乎都是为着军事的目的。 , t1 S# a; | {/ x# B" U! Y: p
直到20世纪60年代,声纳的利用才扩展到海洋开发方面。
% v. Z3 H! `; O0 Z 今天,人们已经研制出了众多的声纳系统,用于军事和海洋开发。
" C, R3 T! {1 O' l# }3 S 其中,用于军事的有测距声纳、探雷声纳、声制导鱼雷、多卜勒导航仪等各类声纳系统设备;用于海洋开发的有海洋环境测量、海底勘探、海洋生物遥测与跟踪、水下通信、目标定位等各类声纳系统设备。
; H% c1 J3 P1 y2 C 声纳设备门类广、型号多,根据它们的工作方式,可分为被动声纳和主动声纳两类。
2 `8 Q) M( `4 H* i5 ] 被动声纳本身不发射声信号,只处于被动接收状态工作,所以也叫无源声纳。
. d' T j, p% |" c& N; J6 s 无源声纳主要用于检测目标所辐射的声信号,如潜艇噪声、鱼群噪声等。 / a) e. _5 a( b/ O
被动声纳主要由用压电陶瓷元件组成的接收换能器基阵、接收机和终端装置组成:接收换能器基阵将声信号变换为电信号,再由接收机进行放大处理,终端装置用于显示、存贮被测信号,并供操作人员监听分辨。
( P* `/ j; |2 O- V. K" V* {* f! E6 X 主动声纳是一种有源声纳,它通过自己向海洋发出的声信号和目标反射回波,经处理达到测距定位的目的,广泛应用于海洋目标的探测、定位导航等方面。 $ l1 x5 f, I* {/ {) ^) U
[- {4 Q8 F/ ~0 G$ |" l
$ ]6 g/ b+ B+ q9 _( M2 ]8 b& s2 m" P# F
# a. u8 A2 r: f7 H: u
|