Question

声纳探测的原理

Answer 1

声呐探测的原理是：呐传感器会发出声波信号，信号遇到物体后会反射回来，依据反射时间及波型可计算出物体的距离及位置。

声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体。电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。

然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，迄今还未发现比声波更有效的手段。

声呐的发展趋势

1、继续向低频、大功率、大基阵方向发展。

鉴于声波在海水中的传播特性以及低频大功率与基阵的关系，开发大孔径低频声呐技术是解决远程探潜、进行有效反潜的前提。

2、向系统性、综合性发展。

舰艇声呐系统将由单项功能的单部声呐逐步发展为由多部声呐组成的收一发分置、多基地、多传感器的综合声呐系统，并进而构成潜艇战和反潜战声知识基作战系统。如美国水面舰艇装备的AN/SQQ一89反潜综合作战系统，它是由舰壳主动声呐、战术拖曳线阵列声呐、舰载直升机搜潜系统和声呐信号处理机、反潜火控系统和声呐状态方式评估系统等组成。该系统于1991年开始装备“阿利伯克”级驱逐舰。

3、向系列化、模块化、标准化、高可靠性和可维修性发展。

现代声呐设备，无论是换能器基阵、还是信号处理机柜及显控台，都趋向采用标准化的模块式结构。这种结构具有扩展性好、互换性强、便于维修、可靠性强、研制周期短、研制经费少的优点。

4、计算机的应用使声呐向智能化方向发展。

用计算机进行声呐波束形成、信号处理、目标跟踪与识别、系统控制、性能监测、故障检测等。可大大提高声呐的性能。随着第五代计算机（即人工智能计算机）的问世，声呐也正在向智能化方向发展。神经网络的研究已取得令人瞩目的进展，它与计算机技术和信号处理技术相结合，使声呐智能化成为可能。

由均匀传播介质、各向同性噪声场和单个平面波信号条件下的声呐设计发展为开发和利用非平面波、非高斯、非平稳信号和噪声实际特性的环境处理的声呐设计，以获取和占有更多的信息和知识，大幅度提高声呐检测距离、定位精度、识别正确率和目标运动分析/跟踪能力。