聲納的工作原理是:先用聲源(聲納的換能器)發(fā)出聲波聲吶的原理,聲波照射到水中的物物體(魚(yú)類(lèi)、潛艇等)后反射回來(lái),通過(guò)不同的物體反射聲信號的強度和頻譜信息是不一樣的這一特征,聲納的接收設備接收在接到這些包含豐富內容的信息后經(jīng)過(guò)數據處理,再與數據庫里面的數據比照,就能判斷照射的物體是什么,甚至能判別其航速,航向。聲納全稱(chēng)為:聲音導航與測距,是一種利用聲波在水下的傳播特性,通過(guò)電聲轉換和信息處理,完成水下探測和通訊任務(wù)的電子設備。
跟雷達差不多,不同的是發(fā)送和接收的是聲波。一般來(lái)說(shuō)又分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種,主動(dòng)就是又發(fā)又收,被動(dòng)就是只接收,也可以叫水聽(tīng)器
聲納(SONAR)是一個(gè)英文名詞縮寫(xiě)的譯音,全文的意思是“聲波導航與測距”。聲納和雷達工作原理很相似,不同的是,一個(gè)是利用電磁波進(jìn)行傳播,一個(gè)是利用聲波進(jìn)行傳播。電磁波在空氣中傳播的速度是30萬(wàn)千米/秒,因此,常把雷達叫做千里眼,但是雷達在水下使用就不靈了,因為海水對電磁波的吸收能力很強。聲波的傳播速度也是很快的,它不僅僅能在空氣里傳播,而且還可以在水中傳播,在水中傳播的速度是1450米/秒,比在空氣中傳播的速度要快4?5倍。有的人曾經(jīng)做過(guò)實(shí)驗,在水下引發(fā)重300磅的炸藥,它的巨大聲音在水下傳播到2萬(wàn)千米以外,在空氣里是絕對不可能傳播這么遠的。因此,利用聲波在水中傳播的特性發(fā)展了聲納這種裝備。聲納是根據什么原理探測水下目標呢?聲納的核心部件是換能器。從發(fā)射機送出一個(gè)電信號,經(jīng)過(guò)換能器變成聲波,聲波向外輻射,從目標上反射回來(lái)的聲波或是目標本身反射的聲波經(jīng)過(guò)換能器可以變成電信號送入接收機,再經(jīng)過(guò)放大、濾波就可以得到目標的信息。但是換能器發(fā)出的聲波沒(méi)有方向性,能量也不集中,即使探測距離很近它也不能夠辨別目標的方向。為了把聲波的能量集中起來(lái),讓它變成有方向性的聲波,采取兩種辦法,一種是把換能器放到像喇叭口的反射器的中心線(xiàn)上,發(fā)出聲音以后經(jīng)過(guò)匯集就朝一個(gè)方向傳播,不斷轉動(dòng)喇叭口就可以改變聲波傳播的方向;第二種辦法是把許多換能器按一定的方式排列組合起來(lái),構成一個(gè)基陣,基陣中心聲音增強。根據這個(gè)原理?yè)Q能器就能夠收到比較遠的信號,同時(shí)也可以很準確地測出目標的距離。根據聲納的工作方式不同,它可以分成兩種類(lèi)型:一種叫做主動(dòng)聲納,就是聲納本身要發(fā)出聲波,聲波遇到了障礙物以后返回,它再接受回波,這樣可以測定出目標的方位和距離。但是,由于聲納本身要發(fā)出聲波,容易被敵人發(fā)現,因而暴露目標;另外一種叫做被動(dòng)聲納,聲納本身不發(fā)出聲波,只是探聽(tīng)對方目標發(fā)出的聲音,它的保密性比較好,也可以根據接收到的聲音來(lái)判斷目標的性質(zhì)。但是,它不能探測不發(fā)聲音的目標。現在的聲納都是以上兩種方式相結合,根據探測對象不同,有時(shí)用主動(dòng)聲納,有時(shí)用被動(dòng)聲納,兩種結合使用效果就會(huì )更好一些。聲納聲納在軍事上用于水中目標搜索、警戒、識別、跟蹤、監視和測定,進(jìn)行水下通信和導航。聲納技術(shù)還用于魚(yú)雷自導和水雷引信。聲納是一個(gè)大家族,在軍隊服務(wù)的主要有四兄弟,大哥在水面艦艇服務(wù),它的主要任務(wù)是反潛,探聽(tīng)有沒(méi)有潛水艇進(jìn)攻,它的探測距離不同,近一點(diǎn)的達到5海里,最大的探測距離達到120海里;二弟在潛艇上服務(wù),它主要探測水下目標和水面目標,探聽(tīng)周?chē)袥](méi)有別的潛艇存在以及水面上有沒(méi)有敵人的艦船,同時(shí)它還為魚(yú)雷提供導航;三弟是機載聲納,在反潛巡邏機和反潛直升機上服務(wù),它有一個(gè)很長(cháng)的尾巴連著(zhù),搜集水里的情報;老四是固定聲納,在固定的位置上站崗放哨。它在海底或是飄浮在海面,偵查敵人的潛艇,保衛國家的海防。藏在海底的聲納隱蔽性非常好,能夠長(cháng)時(shí)間的工作。由于聲納靠聲波探測,受水文條件的影響和目標變化的影響都很大。比如,在同一海區進(jìn)行探測潛艇的作業(yè),在冬天探測效果很好,到了夏天由于水溫升高,探測的效果就明顯下降,有時(shí)根本找不到目標。因為海水有的地方溫度高,有的地方溫度低,在這種變化層里聲納就很不穩定。如果有風(fēng)浪、海底地形變化大、目標運行速度快等等,都會(huì )影響聲納探測結果。為了進(jìn)一步增強反潛艇的探測能量,除主要提高聲納性能外,還發(fā)明一些不完全靠聲音探測的辦法,與聲納配合使用。比如利用雷達或是用磁力探測儀、紅外探測儀及廢氣探測儀等等,因為常規潛艇不可能長(cháng)期在水下活動(dòng),而是隔一兩天就要浮出水面補充氧氣,只要它一浮出水面就會(huì )被雷達發(fā)現。潛艇都是用鋼鐵制造的,它在水中航行會(huì )使磁場(chǎng)發(fā)生變化,可以用磁力方法來(lái)探測有沒(méi)有潛艇。另外,潛艇本身散發(fā)一定的熱量,也可以用紅外探測的辦法發(fā)現潛艇的存在。潛艇還要排除一些廢氣,可以利用測量廢氣來(lái)探測潛艇。所以各種探測設備要和聲納配合起來(lái)使用,才能起到最佳的效果。
就是一個(gè)高頻換能器。。 可以定向 發(fā)射一定頻率的聲波,聲波傳播出去,遇到障礙會(huì )反射回來(lái), 聲吶 就記錄了聲波往返的時(shí)間。然后根據聲波在介質(zhì)中的速度,就可以求出障礙物到聲吶的距離了。。
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