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水聽器屬於什麼設備

發布時間:2022-05-09 23:45:27

⑴ 什麼是聲吶技術

聲吶就是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。它是SONAR一詞的「義音兩顧」的譯稱(舊譯為聲吶),SONAR是SoundNavigation AndRanging(聲音導航測距)的縮寫。

聲吶技術至今已有100年歷史,它是1906年由英國海軍的劉易斯·尼克森所發明。他發明的第一部聲吶儀是一種被動式的聆聽裝置,主要用來偵測冰山。這種技術,到第一次世界大戰時被應用到戰場上,用來偵測潛藏在水底的潛水艇。

目前,聲吶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;進行水下通信和導航,保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰術機動和水中武器的使用。此外,聲吶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。

在水中進行觀察和測量,聲波有著得天獨厚的條件。

在海洋之所以不能像在宇宙空間那樣使用雷達,主要原因是海洋中作為能量傳播介質的海水是一種導電體;當電磁波輻射到海水之中時,它的大部分能量會被海水吸收掉,使傳播距離受到嚴格的限制。而用光波也不行,光波本身屬於頻率更高的電磁波,在海水中被吸收衰減得更厲害;渾濁的海水會更嚴重地影響它的傳播。

聲波受海水吸收衰減很小,能傳播很遠的距離。拿相同能量的電磁波和聲波比,聲波能量的吸收衰減低於電磁波的1‰。也就是說電磁波走1千米就消失,而聲波卻能走1000千米。

所以,聲波是海洋中信息傳播的較理想形式。

聲吶裝置一般由基陣、電子機櫃和輔助設備三部分組成。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。輔助設備包括電源設備、連接電纜、水下接線箱和增音機、與聲吶基陣的傳動控制相配套的升降、回轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置,以及聲吶導流罩等。

換能器是聲吶中的重要器件,它是聲能與其他形式的能如機械能、電能、磁能等相互轉換的裝置。它有兩個用途:一是在水下發射聲波,稱為「發射換能器」,相當於空氣中的揚聲器;二是在水下接收聲波,稱為「接收換能器」,相當於空氣中的傳聲器(換能器在實際使用時往往同時用於發射和接收聲波,專門用於接收的換能器又稱為「水聽器」。換能器的工作原理是利用某些材料在電場或磁場的作用下發生伸縮的壓電效應或磁致伸縮效應)。

聲吶設備門類廣、型號多,根據它們的工作方式,可分為被動聲吶和主動聲吶兩類。

被動聲吶本身不發射聲信號,只處於被動接收工作狀態,所以也叫無源聲吶。無源聲納主要用於檢測目標所輻射的聲信號,如潛艇雜訊、魚群雜訊等。

主動聲吶是一種有源聲吶,它通過自己向海洋發出的聲信號和目標反射回波,經處理達到測距定位的目的,廣泛應用於海洋目標的探測、定位導航等方面。

第一次世界大戰期間,德國採取無限制潛艇政策,使英國一方受到了沉重的打擊。為了防潛反潛,法國物理學家郎之萬研究了水下超聲波的反射,利用1880年法國化學家發現的壓電晶體,製成了壓電陶瓷,創立了超聲學和水聲學。

到了第二次世界大戰,隨著電子技術的發展以及超聲學、水聲學基礎研究的不斷深入,人們利用壓電陶瓷製成了聲吶。那時,幾乎所有的艦船都裝上了它,在戰爭中發揮了重大的作用。如今,隨著軍隊信息化的發展,聲吶也越來越受到人們的重視。

知識點

聲吶浮標

與機上的浮標投放裝置、無線電信號接收機和信號處理顯示設備等組成聲吶浮標系統。使用時,載機先將浮標組按一定的陣式投布於搜索海區,爾後在海區上空盤旋,接收和監聽由浮標組發現的經無線電調制發射的目標信息。被動式聲吶浮標對水下以6節速度航行潛艇的探測半徑為2~5海里,最大10海里;主動式聲吶浮標的回聲定位距離為1?5海里左右。現代航空聲吶浮標系統,已成為機載綜合反潛戰術情報和指揮控制系統的一個組成部分。

⑵ 人們根據什麼發明了「聲納」

人們根據海豚的回聲定位發明了「聲納」,在水中進行觀察和測量,具有得天獨厚條件的只有聲波。

這是由於其他探測手段的作用距離都很短,光在水中的穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,人們也只能看到十幾米到幾十米內的物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大,即使用大功率的低頻電磁波,也只能傳播幾十米。

然而,聲波在水中傳播的衰減就小得多,在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈,在兩萬公里外還可以收到信號,低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,並且得到地層中的信息。在水中進行測量和觀察,還沒有發現比聲波更有效的手段。

(2)水聽器屬於什麼設備擴展閱讀

聲吶裝置一般由基陣、電子機櫃和輔助設備三部分組成。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。

輔助設備包括電源設備、連接電纜、水下接線箱和增音機、與聲吶基陣的傳動控制相配套的升降、回轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置,以及聲吶導流罩等。

換能器是聲吶中的重要器件,它是聲能與其它形式的能如機械能、電能、磁能等相互轉換的裝置。它有兩個用途:

一是在水下發射聲波,稱為「發射換能器」,相當於空氣中的揚聲器;

二是在水下接收聲波,稱為「接收換能器」,相當於空氣中的傳聲器(俗稱「聽筒」)。

換能器在實際使用時往往同時用於發射和接收聲波,專門用於接收的換能器又稱為「水聽器」。換能器的工作原理是利用某些材料在電場或磁場的作用下發生伸縮的壓電效應或磁致伸縮效應。

⑶ 矢量水聽器的簡介

水聲學作為聲學的一個分支,主要研究聲波在水下的產生、輻射、傳播和接收的理論,用以解決與水下目標探測、識別以及信息傳輸過程有關的聲學問題。在海戰中,聲納是海上作戰個體(各種艦、艇)的五官,所有的水下戰場偵察都要以聲納為媒體,缺之不可。水聲換能器作為聲納系統的重要部件之一,是水聲學的一個重要研究方向,新型水聲換能器的研究是海軍聲納技術發展的一個關鍵內容。水聲換能器是水下各種發射、接收測量用感測器的總稱, 它將水下的聲信號轉換成電信號(接收換能器),或將電信號轉換成水下的聲信號 (發射換能器),是聲納的重要組成部分。一部聲納性能的優劣與水聲換能器性能的優劣直接相關。在水聲工程中,換能器技術處於一個基礎性的地位。換能器技術的進步可帶動聲納系統技術水平的提高,因此,新型水聲換能器的研究工作具有重要意義。
矢量水聽器是接收換能器的一種。在國外,矢量水聽器是繼標量水聽器後的熱門研究課題。矢量水聽器的研製工作最早始於20世紀40年代的美國,以美國學者50年代發表的有關使用慣性感測器直接測量水中質點振速的經典論文為標志,後來,相繼在蘇聯、英國、日本、法國逐步開展這方面的研究工作。1991年, 美國聲學雜志連續刊出美俄兩國學者9 篇有關聲矢量感測器研究方面的論文,這種情況是罕見的。1995 年,美國海軍研究局資助美國聲學學會舉行聲矢量感測器專題研討會,並出版了《聲質點振速感測器設計、性能和應用》 論文集,反映了當時美國聲矢量感測器的研究動態。2002年,IEEE的OCEANS設立了「聲質點振速感測器」專題,所涉及的設計內容廣泛,反映了一些最新研究情況。足見矢量測量所受到的重視,俄國聲矢量感測器技術的基礎和應用研究相對於美國講要走得更遠些。
水聲測量用感測器的分類和作用
在水聲領域,通常,將感測器稱為換能器,接收換能器主要包括標量感測器和矢量感測器, 也叫標量水聽器和矢量水聽器。在聲場測量中,傳統的方法是採用標量水聽器(聲壓水聽器),只能測量聲場中的標量參數,典型的標量水聽器如B&K公司的810X 系列,常作為水聽器標准使用。矢量水聽器可測量聲場中的矢量參數,它的應用有助於獲得聲場的矢量信息,對聲納設備的功能擴展具有極為關鍵的意義。
在連續介質中,任意一點附近的運動狀態可用壓強,密度及介質運動速度表述。聲場中不同地點,這些物理量有不同的值,具有空變性,而且,對同一空間坐標點這些量又是隨時間改變的,又具有時變性。因此,描述聲場的聲學量聲壓、質點振速和壓縮量都是時間和空間的函數。在理想流體中,沒有切應力,所以,聲壓為標量,質點振速為矢量。聲場所含豐富信息既包含在標量參數中也包含在矢量參數中,在聲場測量過程中,僅測量聲壓參數是不夠的。同時測量標量信息和矢量信息即聲壓和質點振速才能獲得完整的聲場信息,這樣,才能有助於信號處理系統獲得更有價值的信息,並作出正確的判斷。例如:採用新型組合感測器(聲壓和振速聯合)的聯合信息處理系統較傳統的單純聲壓信息處理系統具有良好的抗相乾乾擾能力和線譜檢測能力;採用單個小尺度的組合感測器通過聯合信號處理,就可以進行目標方位的聲壓、振速聯合估計,此外,從能量檢測的角度講,矢量水聽器的採用使系統的抗各向同性雜訊的能力獲得提高,並可實現遠場多目標的識別等。矢量水聽器的研究工作受到極大重視。因此,包括矢量信息在內的多信息檢測是聲納系統的一個發展趨勢,正越來越被各個海軍大國所重視。

⑷ 根據蝙蝠捉蟲的回聲定位原理,發明的是什麼(雷達還是聲吶呢)

雷達根據蝙蝠的聲波原理發明的
雷達波碰到物體,反射回來以後,測出和目標的距離,這是雷達基本的原理。這和蝙蝠發出超聲波,接收回波,來確定、捕捉目標所在的位置的原理完全一樣。

在「網路探秘」中,張樹義老師講道:事實上,人類根據蝙蝠的特性,製作出了飛機雷達,只是人們美麗的假想、附會,其實是人類先發明了飛機雷達,然後才發現蝙蝠是有回聲定位的。他還講了個有趣的故事:1938年,研究蝙蝠領域的鼻祖————Griffin在哈佛大學生物系學習期間,做過試驗,把蝙蝠的眼睛手術掉,蝙蝠的飛行不受絲毫影響。即使在屋子裡橫七豎八的掛許多系了鈴鐺的繩,蝙蝠也不會碰到,鈴鐺不會發出響聲,他一直想了解蝙蝠是用什麼樣的波感知周圍的世界,當他聽說,哈佛大學物理系的學生Pieice發明了一種能探聽超聲波的儀器時,Griffin提了一籠蝙蝠,來到Pieice的實驗室里撞撞運氣,當Griffin的一籠蝙蝠靠近儀器時,儀器發出了巨大的噪音,就這樣,兩個不同領域的年輕人聚到一起發現了一個世界之謎——蝙蝠是靠超聲波回聲定位的。

聲吶技術至今已有超過100年歷史,它是1906年由英國海軍的李維斯·理察森所發明。他發明的第一部聲吶儀是一種被動式的聆聽裝置,主要用來偵測冰山。這種技術,到第一次世界大戰時開始被應用到戰場上,用來偵測潛藏在水底的潛水艇,這些聲吶只能被動聽音,屬於被動聲吶,或者叫做「水聽器」。 在1915年,法國物理學家Paul Langevin與俄國電氣工程師Constantin Chilowski合作發明了第一部用於偵測潛艇的主動式聲吶設備。盡管後來壓電式變換器取代了他們一開始使用的靜電變換器,但他們的工作成果仍然影響了未來的聲吶設計。 1916年,加拿大物理學家Robert Boyle承攬下一個屬於英國發明研究協會的聲吶項目,Robert Boyle在1917年年中製作出了一個用於測試的原始型號主動聲吶,由於該項目很快就劃歸ASDIC,(反潛/盟軍潛艇偵測調查委員會)管轄,此種主動聲吶亦被稱英國人稱為「ASDIC」,為區別於SONAR的音譯「聲吶」,將ASDIC翻譯為「潛艇探測器」。 1918年,英國和美國都生產出了成品。1920年英國在皇家海軍HMS Antrim號上測試了他們仍稱為「ASDIC」的聲吶設備,1922年開始投產,1923年第六驅逐艦支隊裝備了擁有ASDIC的艦艇。 1924年在波特蘭成立了一所反潛學校——皇家海軍Ospery號(HMS Osprey),並且設立了一支有四艘裝備了潛艇探測器的艦艇的訓練艦隊。 1931年美國研究出了類似的裝置,稱為SONAR(聲吶)

⑸ 聲納還是聲吶

聲吶也作聲納,是英文縮寫「SONAR」的中文音譯(中國科技名詞審定委員會公布的規范譯名為聲吶),其全稱為:Sound Navigation And Ranging(聲音導航與測距)。

利用聲波在水中的傳播和反射特性,通過電聲轉換和信息處理進行導航和測距的技術,也指利用這種技術對水下目標進行探測和通訊的電子設備。

水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置,有主動式和被動式兩種類型。

(5)水聽器屬於什麼設備擴展閱讀:

聲吶的分類可按其工作方式,按裝備對象,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吶。例如按工作方式可分為主動聲吶和被動聲吶;

例如按工作方式可分為主動聲吶和被動聲吶;按裝備對象可分為水面艦艇聲吶、潛艇聲吶、航空聲吶、攜帶型聲吶和海岸聲吶等。

大多數採用脈沖體制,也有採用連續波體制的。它由簡單的回聲探測儀器演變而來,它主動地發射聲波,然後接收回波進行計算,適用於探測冰山、暗礁、沉船、海深、魚群、水雷和關閉了發動機的隱蔽的潛艇。

⑹ 什麼是聲納,它的主要工作原理,它有哪些應用

[編輯本段]釋義與簡介
聲吶就是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。它是SONAR一詞的「義音兩顧」的譯稱(舊譯為聲納),SONAR是Sound Navigationand Ranging(聲音導航測距)的縮寫。
聲吶技術至今已有100年歷史,它是1906年由英國海軍的劉易斯·尼克森所發明。他發明的第一部聲吶儀是一種被動式的聆聽裝置,主要用來偵測冰山。這種技術,到第一次世界大戰時被應用到戰場上,用來偵測潛藏在水底的潛水艇。
目前,聲吶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;進行水下通信和導航,保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰術機動和水中武器的使用。此外,聲吶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。
和許多科學技術的發展一樣,社會的需要和科技的進步促進了聲吶技術的發展。
[編輯本段]工作的原理
聲波是觀察和測量的重要手段。有趣的是,英文「sound」一詞作為名詞是「聲」的意思,作為動詞就有「探測」的意思,可見聲與探測關系之緊密。
在水中進行觀察和測量,具有得天獨厚條件的只有聲波。這是由於其他探測手段的作用距離都很短,光在水中的穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,人們也只能看到十幾米到幾十米內的物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大,即使用大功率的低頻電磁波,也只能傳播幾十米。然而,聲波在水中傳播的衰減就小得多,在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈,在兩萬公里外還可以收到信號,低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,並且得到地層中的信息。在水中進行測量和觀察,至今還沒有發現比聲波更有效的手段。
[編輯本段]結構與分類
聲吶裝置一般由基陣、電子機櫃和輔助設備三部分組成。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。輔助設備包括電源設備、連接電纜、水下接線箱和增音機、與聲吶基陣的傳動控制相配套的升降、回轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置,以及聲吶導流罩等。
換能器是聲吶中的重要器件,它是聲能與其它形式的能如機械能、電能、磁能等相互轉換的裝置。它有兩個用途:一是在水下發射聲波,稱為「發射換能器」,相當於空氣中的揚聲器;二是在水下接收聲波,稱為「接收換能器」,相當於空氣中的傳聲器(俗稱「麥克風」或「話筒」)。換能器在實際使用時往往同時用於發射和接收聲波,專門用於接收的換能器又稱為「水聽器」。換能器的工作原理是利用某些材料在電場或磁場的作用下發生伸縮的壓電效應或磁致伸縮效應。
聲吶的分類可按其工作方式,按裝備對象,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吶。例如按工作方式可分為主動聲吶和被動聲吶;按裝備對象可分為水面艦艇聲吶、潛艇聲吶、航空聲吶、攜帶型聲吶和海岸聲吶等。
主動聲吶:主動聲吶技術是指聲吶主動發射聲波「照射」目標,而後接收水中目標反射的回波以測定目標的參數。大多數採用脈沖體制,也有採用連續波體制的。它由簡單的回聲探測儀器演變而來,它主動地發射超聲波,然後收測回波進行計算,適用於探測冰山、暗礁、沉船、海深、魚群、水雷和關閉了發動機的隱蔽的潛艇;
被動聲吶:被動聲吶技術是指聲吶被動接收艦船等水中目標產生的輻射雜訊和水聲設備發射的信號,以測定目標的方位。它由簡單的水聽器演變而來,它收聽目標發出的雜訊,判斷出目標的位置和某些特性,特別適用於不能發聲暴露自己而又要探測敵艦活動的潛艇。
[編輯本段]安裝及運用
傳統上潛艇安裝聲吶的主要位置是在最前端的位置,由於現代潛艇非常依賴被動聲吶的探測效果,巨大的收音裝置不僅僅讓潛艇的直徑水漲船高,原先在這個位置上的魚雷管也得乖乖讓出位置而退到兩旁去。
其他安裝在潛艇上的聲吶型態還包括安裝在艇身其他位置的被動聲吶聽音裝置,利用不同位置收到的同一訊號,經過電腦處理和運算之後,就可以迅速的進行粗淺的定位,對於艇身較大的潛艇來說比較有利,因為測量的基線較長,准確度較高。
另外一種聲吶稱為「拖曳聲納」,因為這種聲吶裝置在使用時,以纜線與潛艇連接,聲吶的本體則遠遠的拖在潛艇的後面進行探測,拖曳聲吶的使用大幅強化潛艇對於全方位與不同深度的偵測能力,尤其是潛艇的尾端。這是因為潛艇的尾端同時也是動力輸出的部分,由於水流的聲音的干擾,位於前方的聲吶無法聽到這個區域的訊號而形成一個盲區。使用拖曳聲吶之後就能夠消除這個盲區,找出躲在這個區域的目標。
有趣的是,聲吶並非人類的專利,不少動物都有它們自己的「聲吶」。蝙蝠就用喉頭發射每秒10-20次的超聲脈沖而用耳朵接收其回波,藉助這種「主動聲吶」它可以探查到很細小的昆蟲及0.1mm粗細的金屬絲障礙物。而飛蛾等昆蟲也具有「被動聲吶」,能清晰地聽到40m以外的蝙蝠超聲,因而往往得以逃避攻擊。然而有的蝙蝠能使用超出昆蟲偵聽范圍的高頻超聲或低頻超聲,從而使捕捉昆蟲的命中率仍然很高。看來,動物也和人類一樣進行著「聲吶戰」!海豚和鯨等海洋哺乳動物則擁有「水下聲吶」,它們能產生一種十分確定的訊號探尋食物和相互通迅。
海豚聲吶的靈敏度很高,能發現幾米以外直徑0.2mm的金屬絲和直徑lmm的尼龍繩,能區別開只相差200卜s時間的兩個信號,能發現幾百米外的魚群,能遮住眼睛在插滿竹竿的水池子中靈活迅速地穿行而不會碰到竹竿;海豚聲吶的「目標識別」能力很強,不但能識別不同的魚類,區分開黃銅、鋁、電木、塑料等不同的物質材料,還能區分開自己發聲的回波和人們錄下它的聲音而重放的聲波;海豚聲吶的抗干擾能力也是驚人的,如果有雜訊干擾,它會提高叫聲的強度蓋過雜訊,以使自己的判斷不受影響;而且,海豚聲吶還具有感情表達能力,已經證實海豚是一種有「語言」的動物,它們的「交談」正是通過其聲吶系統。尤其是僅存於世的四種淡水豚中最珍貴的一種-我國長江中下游的白鰭豚,它的聲吶系統「分工」明確,有為定位用的,有為通訊用的,有為報警用的,並有通過調頻來調制位相的特殊功能。
多種鯨類都用聲來探測和通信,它們使用的頻率比海豚的低得多,作用距離也遠得多。其他海洋哺乳動物,如海豹、海獅等也都會發射出聲吶信號,進行探測。
終身在極度黑暗的大洋深處生活的動物是不得不採用聲吶等各種手段來搜尋獵物和防避攻擊的,它們的聲吶的性能是人類現代技術所遠不能及的。解開這些動物聲吶的謎,一直是現代聲吶技術的重要研究課題。
[編輯本段]影響的因素
影響聲吶工作性能的因素除聲吶本身的技術狀況外,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、海洋雜訊、自雜訊、目標反射特徵或輻射雜訊強度等,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布和海面、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、信號起伏和畸變,造成傳播途徑的改變,以及出現聲陰區,嚴重影響聲吶的作用距離和測量精度。現代聲吶根據海區聲速--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,提高聲吶探測距離。又如,運載平台的自雜訊主要與航速有關,航速越大自雜訊越大,聲吶作用距離就越近,反之則越遠;目標反射本領越大,被對方主動聲吶發現的距離就越遠;目標輻射雜訊強度越大,被對方被動聲吶發現的距離就越遠。

⑺ 現在探測海底都是用的聲吶,那聲吶的原理從何而來呢

聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。聲波是人類迄今為止已知可以在海水中遠程傳播的能量形式,聲納 (sonar) 一詞是第一次世紀大戰期間產生的,它是由聲音 (sound)、導航 (navigation) 和測距 (ranging) 3個英文單詞的字頭構成的,是聲音導航測距的縮寫。它利用聲波在水下的傳播特性,通過電聲轉換和信息處理,完成對水下目標進行探測、定位和通信,判斷海洋中物體的存在、位置及類型,同時也用於水下信息的傳輸。

實際應用中的水聲換能器兼有發射和接收兩種功能,現代聲納技術對水聲發射換能器的要求是:低頻、大功率、高效率以及能在深海中工作等特性。根據水聲學的研究,人們發現用低頻聲波傳遞信號,對於遠距離目標的定位和檢測有著明顯的優越性,因為低頻聲波在海水中傳播時,被海水吸收的數值比高頻聲波要低,故能比高頻聲波傳播更遠的距離,這對增大探測距離非常有益。

聲波的傳播影響因子

影響聲吶工作性能的因素除聲吶本身的技術狀況外,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、海洋雜訊、自雜訊、目標反射特徵或輻射雜訊強度等,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布和海面、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、信號起伏和畸變,造成傳播途徑的改變,以及出現聲陰區,嚴重影響聲吶的作用距離和測量精度。

聲波衰減是聲能在水體縱向上因水分子吸收、球形擴散和散射而造成的能量損失。吸收是海水縱向方向上的一些水分子離合的結果。海水中的氯化鎂是吸收的最主要因素。吸收的快慢取決於海水的物理化學特性和聲波的發射頻率。一般而言,發射頻率大於100kHZ其吸收系數隨溫度的增加而增加。散射損失與海水縱向上的細小物質有關;散射主要由海洋生物造成的,海水深處的浮游生物聚集在深層散射層 (DSL),深層散射層的厚度每天都有變化。當聲波或聲能穿過不同的界面時,聲波的方向就會因聲速的變化而折射,從而兩個界面的聲速不連續。

現代聲吶必須根據海區聲速--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,提高聲吶探測距離。

⑻ 聲吶和雷達有什麼區別

1、功能不同

聲吶是利用聲波在水下的傳播特性,通過電聲轉換和信息處理,完成水下探測和通訊任務的電子設備。

用無線電的方法發現目標並測定它們的空間位置。因此,雷達也被稱為「無線電定位」。

2、作用不同

聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。

雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。雷達發射電磁波對目標進行照射並接收其回波,由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。

3、工作原理不同

在水中進行觀察和測量,具有得天獨厚條件的只有聲波。這是由於其他探測手段的作用距離都很短,光在水中的穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,人們也只能看到十幾米到幾十米內的物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大,即使用大功率的低頻電磁波,也只能傳播幾十米。

雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達天線接收此反射波,送至接收設備進行處理,提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離,距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

⑼ 聲吶是什麼

聲吶全稱為聲音導航與測距,是一種利用聲波在水下的傳播特性,通過電聲轉換和信息處理,完成水下探測和通訊任務的電子設備。 它有主動式和被動式兩種類型,屬於聲學定位的范疇。
聲吶裝置一般由基陣、電子機櫃和輔助設備三部分組成。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。輔助設備包括電源設備、連接電纜、水下接線箱和增音機、與聲吶基陣的傳動控制相配套的升降、回轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置,以及聲吶導流罩等。

換能器是聲吶中的重要器件,它是聲能與其它形式的能如 機械能、 電能、 磁能等相互轉換的裝置。它有兩個用途:一是在水下發射聲波,稱為「發射換能器」,相當於空氣中的揚聲器;二是在水下接收聲波,稱為「接收換能器」,相當於空氣中的傳聲器(俗稱「聽筒」)。換能器在實際使用時往往同時用於發射和接收聲波,專門用於接收的換能器又稱為「水聽器」。換能器的工作原理是利用某些材料在電場或磁場的作用下發生伸縮的壓電效應或磁致伸縮效應。

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