% D& ?3 @2 F$ |' f# h" c& b4 T: W3 e
8 r, f/ S$ E2 C' M( O 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。 4 I3 @' N, n i7 E$ [
* Z) m( ?1 E, P7 y 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: $ m/ u, `/ w) m
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; ! w! g1 w" A. h& ]: M2 ]
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。
2 _( }( F v8 d/ _) } 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。
2 y9 J$ V3 Z; ^" _$ @ 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。
2 n" A# `1 C. E6 T' U3 r % \0 F0 f5 S1 m- p5 [' U) |
一、声呐系统分类 + x; L8 K: w7 c2 B! B1 m+ R" j
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。
4 F [* x- I$ C6 Z/ H: { T) k. d& { , a, p8 u+ s% p6 I6 S8 S) `
8 F) Q5 F5 X' R% e# ?, s
二、典型的声呐系统 - i# A6 [2 D# K7 H+ X) w, b8 f( M
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。
+ [7 B F( h: W* d 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。 * e$ x C4 _# q' G
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。
1 P3 k# b/ [; E; y0 d( }6 r7 Y 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。 5 }( |/ ]& t4 [ m! z
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。 , o% Q" [# v1 k* J k
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。
0 w* u( W9 @7 J+ m 三、典型的声呐装备 ! i8 n6 O- S" {; E% Z/ V7 w1 F
⑴美国AN/SQR-19型被动拖曳线列阵声呐
" Z- p) d' g$ K1 P1 K 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。 # M! R# M, Q6 r% I4 ~7 y
# l8 o4 m* ~- f. X$ u4 Q/ R 该声呐的主要使命是对潜远距离被 + {7 }2 T/ @3 h+ k; o. V
% Z4 ]& c6 P& G1 l; P# @& o
0 W3 ~ m, @- c1 A# |* m2 O" V
+ } r7 y M; \1 b) r
0 i- w/ I4 f% o4 I2 F% O' G! t i' G% t# G/ T/ g4 V3 F
|