作者：hacker发布时间：2022-07-11分类：黑客教程浏览：125评论：2
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) 一词是第一次世纪大战期间产生的，它是由声音 (sound)、导航 (navigation) 和测距 (ranging) 3个英文单词的字头构成的，是声音导航测距的缩写。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。
电磁波是空气中传播信息最重要的载体，例如，通信、广播、电视、雷达等都是利用电磁波，但是在水下，它几乎没有用武之地。这是因为海水是一种导电介质，向海洋空间辐射的电磁波会被海水介质本身所屏蔽，它的绝大部分能量很快地以涡流形式损耗掉了，因而电磁波在海水中的传播受到严重限制。至于光波，本质上属于更高频率的电磁波，被海水吸收损失的能量更为严重，因此，它们在海水中都不能有效地传递信息。
实验证实，在人们所熟知的各种辐射信号中，以声波在海水中的传播性能为最佳。正因为如此，人们利用声波在水下可以相对容易地传播及其在不同介质中传播的性质不同，研制出了多种水下测量仪器、侦察工具和武器装备，即各种“声纳”设备。声纳技术不仅在水下军事通信、导航和反潜作战中享有非常重要的地位，而且在和平时期已经成为人类认识、开发和利用海洋的重要手段。
声纳系统一般是由发射机、换能器（水听器）、接收机、显示器和控制器等几个部件组成，发射机用于产生需要的电信号，以便激励换能器将电信号转变为声信号向水中发射，水声信号若遇到水下目标便会被反射，然后以声纳回波的形式返回到换能器（水听器），换能器（水听器）接收到后又将其转变为电信号，电信号经接收机放大和各种处理，再将处理结果反馈至控制器或显示系统，最后根据这些处理的信息可测出目标的位置，判断出目标的性质等，从而完成声纳的使命。我们日常的海洋探测多利用主动声纳进行作业，主动声纳主要由声呐基阵、收发转换器、接收机、指示器、发射器、定时中心以及控制同步设备等七个部分组成。
被动声纳工作原理
被动声呐技术是指声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位和距离。它由简单的水听器演变而来，它收听目标发出的噪声，判断出目标的位置和某些特性，系统的核心部件是用来测听目标声波的水听器。由于被动声波技术在海水中只是单程传播，特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。
实际应用中的水声换能器兼有发射和接收两种功能，现代声纳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。根据水声学的研究，人们发现用低频声波传递信号，对于远距离目标的定位和检测有着明显的优越性，因为低频声波在海水中传播时，被海水吸收的数值比高频声波要低，故能比高频声波传播更远的距离，这对增大探测距离非常有益。
声波的传播影响因子
影响声呐工作性能的因素除声呐本身的技术状况外，外界条件的影响很严重。比较直接的因素有传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与海洋环境因素有关。例如，声波在传播途中受海水介质不均匀分布和海面、海底的影响和制约，会产生折射、散射、反射和干涉，会产生声线弯曲、信号起伏和畸变，造成传播途径的改变，以及出现声阴区，严重影响声呐的作用距离和测量精度。
声波衰减是声能在水体纵向上因水分子吸收、球形扩散和散射而造成的能量损失。吸收是海水纵向方向上的一些水分子离合的结果。海水中的氯化镁是吸收的最主要因素。吸收的快慢取决于海水的物理化学特性和声波的发射频率。一般而言，发射频率大于100kHZ其吸收系数随温度的增加而增加。散射损失与海水纵向上的细小物质有关；散射主要由海洋生物造成的，海水深处的浮游生物聚集在深层散射层 (DSL)，深层散射层的厚度每天都有变化。当声波或声能穿过不同的界面时，声波的方向就会因声速的变化而折射，从而两个界面的声速不连续。
现代声呐必须根据海区声速--深度变化形成的传播条件，可适当选择基阵工作深度和俯仰角，利用声波的不同传播途径（直达声、海底反射声、会聚区、深海声道）来克服水声传播条件的不利影响，提高声呐探测距离。
声纳(sonar)是英文缩写“SONAR”的音译，中文完全称为:声音导航和测距。“声音导航和测距”是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水下探测和通信任务的电子设备。 它有主动和被动两种类型，属于声学定位的范畴。 声纳是一种利用水下声波探测、定位和交流水下目标的电子设备。声纳是水声领域应用最广泛、最重要的设备。
由于电磁波在水中衰减速度非常快，因此不能用作检测信号源。水下人造物体的声学探测已经成为应用最广泛的方法。 无论是潜艇还是水面舰艇，这项技术的衍生系统都被用来探测水下物体或作为导航的基础。
作为长距离传输的能量形式。 声纳技术，一种探测水下目标的技术，应运而生。 声纳技术已经有100年的历史了。它是由英国海军的刘易斯·尼克松在1906年发明的。 他发明的第一个声纳是被动监听装置，主要用于探测冰山。这项技术被应用于第一次世界大战的战场，用来探测潜伏在水下的潜艇。
在水中观察和测量。只有声波有独特的条件。 这是因为其他检测方法的距离很短，光在水中的穿透非常有限。即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十米到十米范围内的物体。电磁波在水中衰减太快，波长越短，损耗越大。即使使用高功率低频电磁波，它也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减要小得多。在深海声道爆炸的几公斤炸弹也能接收20000公里外的信号。低频声波也能穿透海底几公里的地层，并从地层中获取信息。 迄今为止，还没有找到比声波更有效的方法来测量和观察水中的水。
主动声呐，是通过主动发送声波信号来探测水中物体的水声设备。
被动声呐，是不发送声波信号，而是通过监听其他物体发出的声波信号，来探测水中物体的水声设备。
它们都是水声设备。
因为在水里，电磁波信号的衰减比较快，传播的范围较小（例如海水200米以下就几乎没有使用光合作用的藻类），所以多采用声学设备探测水下目标。
声音是机械波，在密度越大的物体中传播速度越大。水的密度是空气的1000倍，水中的声速大概在1450米/秒左右，比空气中的声速340米/秒大得多。
同样由于水的密度大，粘度也比空气大，所以在水中运动的阻力比空气中大，水中的运动速度较低。
这么一反一正，在水中使用声波探测运动物体就比较有优势了。声波，几乎是唯一适合用来探测水中物体的设备。
主动声呐，相当于蝙蝠的嘴和耳朵。
被动声纳，相当于蝙蝠的耳朵。
驱逐舰，或者直升机反潜时，会使用主动声呐，搜索目标潜艇的位置。
因为驱逐舰和直升机的速度比潜艇快（驱逐舰30节左右，常规潜艇的潜航速度只有6节左右，核潜艇20节左右），而且在水面上损管比较容易，受到攻击时人员相对比较容易撤离，所以驱逐舰和直升机会开启主动声呐。
直升机可以投放声呐浮标。
驱逐舰和直升机，都可以投放深水炸弹，或者反潜鱼雷（一般是324毫米直径）。
在水里主动发送声波信号，会暴露自己的位置，从而被对方的被动声呐探测到。所以，潜艇在水下潜航时，一般只使用被动声呐。只有在发射鱼雷攻击目标时，才短暂开启主动声呐。
由于水的密度比空气大，导致难以压缩，所以鱼雷爆炸的能量在水中衰减较慢，同样威力下对潜艇的杀伤力很大。
潜艇在水下，还受到海水的巨大压力。一旦耐压壳破损，就只能快速上浮，失去战斗力。否则海水的压力会很快破坏潜艇的结构，那时就只能沉入海底了。
这也是反潜鱼雷的口径较小，324毫米居多。而反舰鱼雷的口径较大，一般为533毫米的原因（俄罗斯有650毫米的重型鱼雷）。
声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。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。作为一种声学探测设备，主动式声呐是在英国首先投入使用的，不过英国人把这种设备称为"ASDIC"（潜艇探测器），美国人称其为"SONAR"，后来英国人也接受了此叫法。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，因此以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。无论是潜艇或者是水面船只，都利用这项技术的衍生系统，探测水底下的物体，或者是以其作为导航的依据。
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水声学是指研究水下声波的产生、辐射、传播、接收和量度,并用以解决与水下目标探测及信息传输有关的各种问题的一门声学分支学科。在海水中声波的衰减远比电磁波为小，故声波是海水中探测目标和传递信息的有效工具,因而水声学的发展对提高现代海军的反潜作战能力起着重要作用。同时水声学在民用如导航、海底地质考察和石油勘探、渔业方面均有广泛应用。
水声定位技术在海洋环境观测、海洋测绘、资源勘探和水下通信中起了重要作用,在海洋工程中有着广阔的应用前景。 研究海洋中的声传播需要选择适当的传播模型对海洋环境进行建模,精确的传播模型是声源定位研究的基础。射线声学模型是常用的水声传播模型之一。射线声学简单、直观,适用于各种信号,并且可以计算介质参数随距离变化情况下的声场。因此,射线声学模型也是水声定位研究中重要的声场模型。 本文采用有限状态机对声线追踪建模,给出了声线追踪内在的状态及其转移分析。同时,给出了本征声线搜取的近似处理方法。在此基础上,基于射线声学理论编制了一套声线计算程序,该程序可以计算二维声场中的声线轨迹和传播时间以及搜索到达接收点的本征声线。程序中采用分层等梯度近似来描述海洋中的声速分布。仿真算例结果表明,该声线求解方法具有良好的运算速度和求解精度。
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访客 评论于 2022-07-11 09:47:16 回复
经成为应用最广泛的方法。 无论是潜艇还是水面舰艇，这项技术的衍生系统都被用来探测水下物体或作为导航的基础。作为长距离传输的能量形式。 声纳技术，一种探测水下目标的技术，应运而生。 声纳技术已经有100年的历史了。它是由英国海军的刘易
访客 评论于 2022-07-11 10:30:46 回复
的设备。主动声呐，相当于蝙蝠的嘴和耳朵。被动声纳，相当于蝙蝠的耳朵。驱逐舰，或者直升机反潜时，会使用主动声呐，搜索目标潜艇的位置。因为驱逐舰和直升机的速度比潜艇快（驱逐舰30节左右，常规潜艇的潜航速度只有6节左右，核潜艇20节左右），而且在水面上损管比较容易，受到