聲納的工作原理,聲吶的工作原理是什麼?

時間 2021-08-30 09:15:32

1樓:**戰甲

聲納是利用水中聲波進行探測、定位和通訊的電子裝置。聲學(聲納)是各國海軍進行水下監視使用的主要技術,用於對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤;進行水下通訊和導航,保障艦艇、反潛飛機和反潛***的戰術機動和水中**的使用。此外,聲納技術還廣泛用於魚雷制導、水雷引信,以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導航、水下作業、水文測量和海底地質地貌的勘測等。

聲納可按工作方式,按裝備物件,按戰術用途、按基陣攜帶方式和技術特點等分類方法分成為各種不同的聲納。例如按工作方式可分為主動聲納和被動聲納;按裝備物件可分為水面艦艇聲納、潛艇聲納、航空聲納、行動式聲納和海岸聲納,等等。

聲納裝置一般由基陣、電子機櫃和輔助裝置三部分組成。基陣由水聲換能器以一定幾何圖形排列組合而成,其外形通常為球形、柱形、平板形或線列行,有接收基陣、發射機陣或收發合一基陣之分。電子機櫃一般有發射、接收、顯示和控制等分系統。

輔助裝置包括電源裝置、連線電纜、水下接線箱和增音機、與聲納基陣的傳動控制相配套的升降、迴轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置,以及聲納導流罩等。

主動聲納技術是指聲納主動發射聲波"照射"目標,而後接收水中目標反射的回波以測定目標的引數。大多數採用脈衝體制,也有采用連續波體制的。被動聲納技術是指聲納被動接收艦船等水中目標產生的輻射噪聲和水聲裝置發射的訊號,以測定目標的方位。

影響聲納工作效能的因素除聲納本身的技術狀況外,外界條件的影響很嚴重。比較直接的因素有傳播衰減、多路徑效應、混響干擾、海洋噪聲、自噪聲、目標反射特徵或輻射噪聲強度等,它們大多與海洋環境因素有關。例如,聲波在傳播途中受海水介質不均勻分佈和海面、海底的影響和制約,會產生折射、散射、反射和干涉,會產生聲線彎曲、訊號起伏和畸變,造成傳播途徑的改變,以及出現聲陰區,嚴重影響聲納的作用距離和測量精度。

現代聲納根據海區聲速--深度變化形成的傳播條件,可適當選擇基陣工作深度和俯仰角,利用聲波的不同傳播途徑(直達聲、海底反射聲、會聚區、深海聲道)來克服水聲傳播條件的不利影響,提高聲納探測距離。又如,運載平臺的自噪聲主要與航速有關,航速越大自噪聲越大,聲納作用距離就越近,反之則越遠;目標反射本領越大,被對方主動聲納發現的距離就越遠;目標輻射噪聲強度越大,被對方被動聲納發現的距離就越遠。

2樓:虎踞江南

其實聲納的工作原理換句話說就是「聲納是通過什麼來探測海底世界的」。

籠統的說,海水中聲波是唯一能遠距離傳播的能量載體,像電磁波、光波入水幾米、十幾米就衰減的沒有了。

而聲納是先用聲源(聲納的換能器)發出聲波,聲波照射到水中的物物體(魚類、潛艇等)後反射回來,通過不同的物體反射聲訊號的強度和頻譜資訊是不一樣的這一特徵,聲納的接收裝置接收在接到這些包含豐富內容的資訊後經過資料處理,再與資料庫裡面的資料比照,就能判斷照射的物體是什麼,甚至能判別其航速,航向。

當然,對於聲納的實踐使用,因為它是個非常複雜的系統,可稱為「聲納系統」。所包含的主要要素有:聲源設計、訊號處理、對海洋環境的充分認識等等一系列知識。

缺了哪一步,探索海洋都是空談。

3樓:十爺

聲吶按工作方式可分為主動式聲吶和被動式聲吶。樓下回答的是主動式聲吶的工作原理,主動式聲吶的原理主要是利用聲波在水中良好的傳播特性(低損耗和可反射)。具體而言,主動式聲吶發出的聲波遇到不同物體後,目標物體反射這一聲波的訊號強度和頻譜不同,接收器收到這種回波後進行資料處理,並與資料庫資訊對照,最後探測出目標物體的詳細資訊。

這種探測方式易暴露目標,發出的聲波易**獲,探測波短,偵查距離近,但相比被動式聲吶,其優點在於可探測靜止目標。樓下對於主動式聲吶的回答的確比較詳細。而對於被動式聲吶,其工作原理是不同的。

被動式聲吶不主動發射聲波,靠直接接收敵艦船螺旋槳轉動噪聲或其他機械工作發出的噪聲來探測、定位和識別目標。因此,被動式聲吶具有較強的隱蔽性,探測波長,識別目標能力較強。

4樓:下一站薪水網

聲納是先用聲源(聲納的換能器)發出聲波,聲波照射到水中的物物體(魚類、潛艇等)後反射回來,通過不同的物體反射聲訊號的強度和頻譜資訊是不一樣的這一特徵,聲納的接收裝置接收在接到這些包含豐富內容的資訊後經過資料處理,再與資料庫裡面的資料比照,就能判斷照射的物體是什麼,甚至能判別其航速,航向。

聲吶的工作原理是什麼?

5樓:廣西師範大學出版社

聲納(sonar)是一個英文名詞縮寫的譯音,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,一個是利用電磁波進行傳播,一個是利用聲波進行傳播。電磁波在空氣中傳播的速度是30萬千米/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,它不僅僅能在空氣裡傳播,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。有的人曾經做過實驗,在水下引發重300磅的炸藥,它的巨大聲音在水下傳播到2萬千米以外,在空氣裡是絕對不可能傳播這麼遠的。

因此,利用聲波在水中傳播的特性發展了聲納這種裝備。

聲納是根據什麼原理探測水下目標呢?

聲納的核心部件是換能器。從發射機送出一個電訊號,經過換能器變成聲波,聲波向外輻射,從目標上反射回來的聲波或是目標本身反射的聲波經過換能器可以變成電訊號送入接收機,再經過放大、濾波就可以得到目標的資訊。但是換能器發出的聲波沒有方向性,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,讓它變成有方向性的聲波,採取兩種辦法,一種是把換能器放到像喇叭口的反射器的中心線上,發出聲音以後經過彙集就朝一個方向傳播,不斷轉動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,構成一個基陣,基陣中心聲音增強。根據這個原理換能器就能夠收到比較遠的訊號,同時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,它可以分成兩種型別:一種叫做主動聲納,就是聲納本身要發出聲波,聲波遇到了障礙物以後返回,它再接受回波,這樣可以測定出目標的方位和距離。但是,由於聲納本身要發出聲波,容易被敵人發現,因而暴露目標;另外一種叫做被動聲納,聲納本身不發出聲波,只是探聽對方目標發出的聲音,它的保密性比較好,也可以根據接收到的聲音來判斷目標的性質。

但是,它不能探測不發聲音的目標。現在的聲納都是以上兩種方式相結合,根據探測物件不同,有時用主動聲納,有時用被動聲納,兩種結合使用效果就會更好一些。

聲納聲納在軍事上用於水中目標搜尋、警戒、識別、跟蹤、監視和測定,進行水下通訊和導航。聲納技術還用於魚雷自導和水雷引信。聲納是一個大家族,在軍隊服務的主要有四兄弟,大哥在水面艦艇服務,它的主要任務是反潛,探聽有沒有潛水艇進攻,它的探測距離不同,近一點的達到5海里,最大的探測距離達到120海里;二弟在潛艇上服務,它主要探測水下目標和水面目標,探聽周圍有沒有別的潛艇存在以及水面上有沒有敵人的艦船,同時它還為魚雷提供導航;三弟是機載聲納,在反潛巡邏機和反潛***上服務,它有一個很長的尾巴連著,蒐集水裡的情報;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,能夠長時間的工作。

由於聲納靠聲波探測,受水文條件的影響和目標變化的影響都很大。比如,在同一海區進行探測潛艇的作業,在冬天探測效果很好,到了夏天由於水溫升高,探測的效果就明顯下降,有時根本找不到目標。因為海水有的地方溫度高,有的地方溫度低,在這種變化層裡聲納就很不穩定。

如果有風浪、海底地形變化大、目標執行速度快等等,都會影響聲納探測結果。為了進一步增強反潛艇的探測能量,除主要提高聲納效能外,還發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期在水下活動,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被雷達發現。

潛艇都是用鋼鐵製造的,它在水中航行會使磁場發生變化,可以用磁力方法來探測有沒有潛艇。另外,潛艇本身散發一定的熱量,也可以用紅外探測的辦法發現潛艇的存在。潛艇還要排除一些廢氣,可以利用測量廢氣來探測潛艇。

所以各種探測裝置要和聲納配合起來使用,才能起到最佳的效果。

6樓:守慈

利用超聲波,聲吶主要利用超聲波來幫助定位(回聲定位)

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