声呐概述PPT文件格式下载.pptx

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,第一讲探海利器-声呐概述第二讲穿透水层-声呐和声场环境第三讲海底捞针-声呐信号处理第四讲水下声学扫描仪-海底测绘第五讲千里传音-现代水下通信,海、陆、空、天探测领域的信息载体，传输信道以及电子信息处理框架声呐的发展历史及现状我国声呐专业的起源及现状现代水下探测的应用及需求,从人类活动空间来看已经涉及到的领域包括陆地、海洋、天空、外太空，也就是海、陆、空、天。

人类探测与活动的范围,声波的应用环境,电磁波的应用环境,声波是水下可远距离传播的唯一媒介！

水作为流体介质，对光波、电磁波具有很强的衰减，使光、无线电等电磁波在水中的穿透能力很有限，而声波在水中传播的衰减就小得多，低频的声波可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。

在水中进行探测和通信，至今还没有发现比声波更有效的载体。

声呐成为了探海的唯一有效利器。

声波在水中的传播性能,一只1.8kg的普通小炸弹所产生的爆炸声却能在海水中传到4200km以外。

10kHz声波在海水中的吸收系数约为1dB/km100Hz声波的吸收系数约为0.003dB/km。

利用深海声道效应，人们可以在5000公里以外，清晰地接收到几磅TNT炸药爆炸时所辐射的声信号（1公斤2.2磅）。

声呐与雷达探测性能的比较,声呐与雷达的工作原理相似。

但由于信息载体声波与电磁波的差异决定了声呐和雷达有重要差别。

电磁波速度30万公里/秒,声波在水中1.5公里/秒。

决定：

工作频率差别大。

雷达频率约GHz（Hz）声呐频率约kHz（Hz）工作速率差别大。

雷达搜速快，声呐搜索慢分辨率差。

声图象模糊。

声呐受海洋信道影响大。

声呐环境比雷达环境复杂得多。

c.声呐的作用距离近。

太空,天空,陆地,海洋,传播介质,空气,水,空气,真空,探测及通信设备,卫星,雷达,雷达,声呐,电磁波,电磁波,电磁波、声波、光波、,声波,信息载体,从电子信息工程的角度来说，在天、空、陆及海空间尽管所利用的媒质和信息载体不同，设备种类多样，但在信息获取之后的处理和分析框架上是统一的。

信息处理流程,处理系统传感器处理模块,判决机构,执行单元,太空,天空,陆地,海洋声波,信息拾取,信息交互,信息处理,无线电,无线电,信息处理具有统一性,2.声呐发1展.简史,声呐发展简史,1.第一个阶段：

1490至第一次世界大战；

可认为是声呐技术的漫长探索阶段1）1490年，达芬奇听远处船的声音,2）1826年，第一次测出水中的声速,1826年，瑞典物理学家丹尼尔克拉顿（DanielColladon）和法国数学家查尔斯斯特姆（CharlesSturm）精确地测量出声音在水中的速度在摄氏1.8度的水中每秒1435米比现在公认的速度只差几米，这些研究人员表明水无论是淡水还是咸水是声音传播的良好介质！

的，,1912年（泰坦尼克号沉没同年），加拿大人ReginaldFessenden设计和制造了动圈换能器，向水下发送信号利用回声定位。

1914年4月，该装置在迈阿密外海进行了测试，在水下接收到了2英里外的冰山的回波，并且同时存在第二回波（海底反射信号）。

3）1912年，泰坦尼克号沉没,泰坦尼克号沉残骸船的声呐图像,2.第二阶段：

19141918，第一次世界大战，是声呐的发展阶段，换能器出现。

法国学者郎之万（Paullangevin）发明了压电换能器，可以把电能量转换为声能量，压电效应的发现和压电材料的发明奠定了现代声纳的基础。

3.第三阶段：

一战后至二战前，声呐技术稳定而持续发展。

由于超声技术和无线电技术取得一系列成就，各国相继制成了许多形式的噪音站。

回声定位仪已在美国成批生产，磁致伸缩换能器和压电换能器也已相继问世。

人们对海水中声传播的理论也进行了较为深入的研究，例如认识了海水温度对声速的影响，以及海水的声吸收与频率的依赖性等等。

4.第四阶段：

二次世界大战（19391945），迅速发展到新的阶段。

由于潜艇在战争中的作用极为突出，因此它对海上运输船只和水面作战舰艇构成严重威胁。

为了有效地对付潜艇，声呐成为实施反潜战的不可缺少的耳目。

这期间英、美、法等国家相继研制出各种类型的声呐。

水面舰艇的主动声呐、潜艇的被动声呐、扫描声呐、机械转动的换能器基阵，以及具有音响制导的鱼雷和音响水雷等都是这一时期发展起来的。

由于电子技术的发展，声呐设备已经不再是简单的收发装置，而逐渐成为复杂的电子和电声系统了。

5.第五阶段：

二战后，取得了突飞猛进的发展。

电子技术特别是微电子技术的发展、数字技术的发展使声呐的许多信号处理功能均可由计算机和专用微处理器实现。

战后声呐技术发展的主要特点是：

采用低频（主动声呐频率低到1kHz3kHz）、大功率（几百千瓦甚至兆瓦）、大尺寸基阵，并广泛采用信号处理技术。

在信号处理方面广泛采用相关处理，脉冲压缩和快速傅里叶（FFT）谱分析等技术来提高接收机的处理增益。

在传播途径的利用方面，利用了多途径传播效应使声呐作用距离大为提高。

现代声呐技术的几个发展方向：

先进的信号处理技术水声通信和声呐组网技术被动声呐技术低频主动声呐技术,3.我国1.声呐专业的起源及现状,航天通信以卫星通信为代表，按照传递的信息内容分为话音通信，图像通信，数据通信，遥测，指令信息传输等。

天气雷,达,雷达设备在陆地上的应用十分广泛，是分布范围最广、使用最有效便捷的先进设备。

声呐站？

4.现代1.水下探测的应用及需求,人类对海洋的兴趣与关注来自于三方面：

海洋对国家安全和维护领土主权的重要性海洋矿物资源的勘探、开发和利用；

海洋与全球环境密不可分。

海洋环境观测,对海洋环境进行监测，观测海啸、地震、海底火山喷发等各种现象。

声呐发展的历史就是人类认识、开发海洋的探索历史。

从开始的恐惧，敬畏，到现在的开发利用，人类的对海洋的认识在发展着。

声呐伴随着人类的足迹，越来越广泛的应用于水下。

本课程所引用的地图旨在说明课程所讲述的内容，不涉及国家和地区的领土、边界等立场和观点。

界限只是示意，不代表实际划界。