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拖拽式数组声纳的原理、优特点?

发布时间:2019-07-06 10:42 来源:未知 编辑:admin

  声呐(sonar),是英文为“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。 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,以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。

  声呐系统可以大致上分为两类:主动与被动。主动声呐会自己发生音响讯号,借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资料。被动声呐的作用和收听装置极为相近,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。

  声纳(Sonar)系由多种音响侦测器数组组合而成。因为声音在水中传导速率较电磁波于空气中要慢,因此一套完整的声纳系统必须具备布满 360 度的音棒,音响能量由一全向性电能声波能量转换器发出,所有水中听音器同时接收回音,由于每一水中听音器均有其独立电路,故回声返抵时间及其特性皆可各别接收,再传送至中央计算器中加以处理。

  声纳的方向敏感度可以藉增加音棒与音棒中音鼓的数目而提升,各音鼓之间距与布置依声纳的操作频率而定。低频声纳可做较长距离搜索,但识别能力较差,且音鼓体积也较大。反之,高频者识别能力强,音鼓体积小,但侦测距离较短。如果增加能量转换器功率,可增加侦测之距离,但会引发空蚀效应使声音无法在水中传递。

  载具 反潜作战的载具最初是以水面舰艇来执行,成为最主要的水面反潜载具。 二次世界大战期间飞机也加入反潜的任务,为了追求较长的滞空时间,一般多以中大型飞机改装而来的反潜机种。 二次世界大战结束之后,反潜机成为专门的新军用航空器,即使机体可能来自于其它机种,也比过去的改良机种具备更高的效率和作战能力。

  水中听音器 水中听音器(Hydrophone)是一种最简单的音响侦测器,它能接收来自所有方向的声音,但无法分辨各声音的来源,也无法量度声源的距离。如果将数个水中听音器排成线状、筒状或其它规则之数组,即可根据不同位置水中听音器在接收同一声音时所产生时差以判断音源的方向。

  音鼓 音鼓是一种最简单的主动式音响侦测器,也是一种能量转换器(Transducer),可将电能转换为声波,也可将声波转换为电能。如果以电能激发,它就会释放音响能量(即声波),随后即关闭,扮演水中听音器的角色。假使释放出来的声波碰到障碍物(例如潜艇),就会被反射回来而为此音鼓接收到。

  虽然,音鼓并不能指示障碍物所在的方向,但是根据声波发射与接收的时间差距,可以计算出与障碍物之距离。如果将数个音鼓以某种数组组合,由不同位置的音鼓在接收到声音的时差,就可判断障碍物方向。 拖曳声纳(Towed Sonar) 大多数反潜水面舰都在船体上装有声纳,但会有水流通过船体所产生的噪音掩盖所欲侦测声响的情况,在舰艇高速时尤其显著,其次舰艇本身机械运转所产生的噪音也影响其侦测灵敏度。

  为避免这些缺点,有些舰艇就以拖曳声纳(Towed Sonar)取代。拖曳声纳的拖曳距离可以离舰艇相当远,以大幅减低舰艇内噪音所造成的影响,而其操作也不致受到舰艇剧烈运动的影响。 可变深度声纳(Variable Depth Sonar, VDS) 某些拖曳声纳的沈放深度可以改变,使声纳不再局限于较浅的区域,可以深入较深区域进行侦测,以搜寻一般水面船舰声纳所无法侦测的区域,此种声纳即为可变深度声纳。

  沉浸声纳(Dipping Sonar) 这是一种由舰载直升机拖吊的声纳,可迅速更换位置以进行搜索,对付快速运动的潜艇及担任长时间搜索任务。沉浸声纳不但延伸了舰艇侦测距离,且不会受到舰艇噪音影响。 。

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