|
+ u% h& }& `4 g W5 x- m/ P
为什么在海洋不能像在宇宙空间那样使用雷达呢? $ ^. ?: z' R# m
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。
- K; ~' v. ]; L! U3 M1 X- m5 Y 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。 + P4 g% S$ s4 Y. T7 A5 y2 n1 N
所以,声波是海洋中信息传播的较理想形式。 8 O2 V* l5 R+ o, |
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。 B. X7 h( P1 [, s
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。 " Q, @) U/ P9 y& i; n
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。 ' H; O* {. }9 T4 \4 N, |
直到20世纪60年代,声纳的利用才扩展到海洋开发方面。
! l. o' b* P- t 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。 5 r1 _! _/ o1 i1 n: |! o0 G+ M% v
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。 ' O) t2 v& p/ B8 I' {3 }4 V
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。
6 w# X) m+ Z; _; V" p F 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。 . t: Y4 A5 s9 V* I5 ~
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。
2 V. A! O8 \# s* g9 Q5 V 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。 7 t) @. |. v- A; {6 Z m5 ^. j2 \ L! W
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。
$ l! i; j$ o8 {2 A7 d( h
/ u1 F; {6 `8 f; F; x4 t
9 v: \& `: C+ u' A! b5 v8 O6 V% w( b! J) O1 w
0 G1 o& E. I8 x" @0 E' J
|