声纳系统原理.doc

《声纳系统原理.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、【知识】潜艇的“耳目”―声纳系统09-03-23作者：编辑：hrbue利用水下声波实现水下信息传递和探测的设备的总称：其英文sonar为”soundnavigationandranging”的缩写，音译为“声纳”，意译为声导航和测距。声纳在军事上可用于对敌舰艇的搜索、跟踪、识别和定位，实现水下通信、导航：民用上可用于海底测绘、石油勘探和探鱼等。声纳种类很多，按用途分，有测距声纳、综合声纳、侦察声纳、识别声纳、通信声纳，报警声纳、探鱼声纳、探雷声纳、导航声纳等；按装载体分，有舰用声纳、潜用声纳、航空声纳（吊放声纳及浮标声纳）、岸用声纳等。按基阵结构和布设方式分，有吊放式声纳、拖曳式声纳、合成

2、孔径声纳、参量阵声纳、舰壳声纳等：按信号来源分、有主动声纳、被动声纳；按波束特征分，有单波束声纳、多波束声纳、扫描声纳、旁视声纳主动声纳又称有源声纳。通过向水下发射声波并利用回声来获取水下目标信息的声纳。现代的主动声纳是大功率、全景或多波束覆盖的，并使用多种发射信号波形。主动声纳通常安装在潜艇、水面舰艇以及直升机或固定翼飞机上（主动式声纳浮标）。主动声纳是反潜战装备的重要组成部分，能直接给出目标距离、方位。水中目标向着接近或远离声纳的方向运动将改变接收回波的频率，这叫做多普勒效应。主动声纳可利用多普勒效应获得目标的距离变化率，并减小混响的影响。潜艇通常由若干种声纳组成统一的声纳体系。到目前

3、为止，潜艇声纳体系还是以噪音站为主，回音站为次，其它为辅助设备。噪音站是一种被动声纳，回音站是一种主动声纳。声纳　　声纳的原理由于电磁波在水中衰减的速率非常的高，无法做为侦测的讯号来源，以声响讯号探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。声纳的英文原名SONAR来自于「音响导航与测距」（soundnavigationandranging）的缩写，无论是潜艇或者是水面船只都利用这项技术的衍生系统探测水地下的物体或者是做为导航的依据。声纳系统可以大致上分为两类：主动与被动。主动声纳会自己发生音响讯号，藉由这个讯号接触物体后反射回来的变化，做为计算这个物体的相对方位与距离的数据。被动声纳的作用和

4、收听装置极为相近，不发出任何讯号，只接收来自于周遭的各种音响讯号来判断与识别不同的物体。传统上潜艇安装声纳的主要位置是在最前端的位置，由于现代潜艇非常依赖被动声纳的探测效果，巨大的收音装置不仅仅让潜艇的直径水涨船高，原先在这个位置上的鱼雷管也得乖乖让出位置而退到两旁去。其它安装在潜艇上的声纳型态还包括安装在艇身其它位置的被动声纳听音装置，利用不同位置收到的同一讯号，经过计算机处理和运算之后，就可以迅速的进行粗浅的定位，对于艇身较大的潜艇来说比较有利，因为测量的基线较长，准确度较高。另外一种声纳称为「拖曳声纳」，因为这种声纳装置在使用时，以缆线与潜艇连接，声纳的本体则远远的拖在潜艇的后面进行

5、探测，拖曳声纳的使用大幅强化潜艇对于全方位与不同深度的侦测能力，尤其是潜艇的尾端。这是因为潜艇的尾端同时也是动力输出的部分，由于水流的声音的干扰，位于前方的声纳无法听到这个区域的讯号而形成一个盲区。使用拖曳声纳之后就能够消除这个盲区，找出躲在这个区域的目标。潜望镜　　潜望镜使用在潜艇上的历史比声纳还要久，美国南北战争期间使用的龟形人力小潜艇已经使用类似简单潜望镜的光学装置作为航行时的导航依据。潜望镜利用光学镜面反射的原理，在一个长管子的两端安装镜片，上端的镜片会将面对的影像向下反射，位于底部的镜片将反射过来的影像作第二次反射，观测人员透过底部的反射镜就可以看到上方镜面对准的方向上的影像。透

6、过这个装置，潜艇内部的人员可以对周遭的环境进行肉眼的实际观测。在作战上，潜望镜也是辨识目标种类与敌我的重要手段。潜望镜通常提供两种倍率，一种放大倍率较小但是视野范围较广，适合快速的搜索周遭的海域，另外一种倍率较大，提供潜艇识别与判断目标动向的能力。二次大战以后有些公司推出的产品将两者的功能分开到个别的搜索和攻击潜望镜上。在肉眼观测的部分另有刻度协助观测者根据可能的目标型态进行粗浅的距离判断。在二次大战后期美国开始在潜望镜上搭配测距雷达，另外一种测距仪是测量水平线与一个已知物体高度间的夹角的间距仪（Stadimeter）。近代的另外一种替代产品则是雷射测距仪。潜望镜在不使用的时候会降入潜艇的

7、帆罩（Sail）当中以缩小突出的距离，当需要使用的时候，潜艇首先必须改变深度到较浅的海域，才能够使潜望镜伸出水面进行观测，这个操作深度范围一般称为潜望镜操作深度，实际上的高度则要看每种潜艇与潜望镜搭配而定，在这个深度范围上潜艇有可能和水面船舰发生碰撞，因此潜艇通常需要先以被动声纳判断附近船只的情形，避开可能发生碰撞或者是被目视发现的可能。现代的潜望镜除了提供更好的观测效果以外，也增强在恶劣天后与夜间观测的能力，配合一般光