声纳的历史

声纳是一种利用水下发射和反射声波探测和定位水下物体或测量水下距离的系统。它已被用于潜艇和水雷探测、深度探测、商业捕鱼、潜水安全和海上通信。...

声纳是一种利用水下发射和反射声波探测和定位水下物体或测量水下距离的系统。它已被用于潜艇和水雷探测、深度探测、商业捕鱼、潜水安全和海上通信。

View of wave breaking from underwater.

声纳装置将发出地下声波,然后监听返回的回声。然后,声音数据通过扬声器或监视器上的显示器传送给操作员。

发明者

早在1822年,丹尼尔·科洛登(Daniel Colloden)就在瑞士日内瓦湖(Lake Geneva)使用水下钟计算水下声速。这项早期研究导致其他发明家发明了专用声纳装置。

1906年,刘易斯·尼克松发明了第一个声纳式监听装置,作为探测冰山的一种方法。在第一次世界大战期间,人们对声纳的兴趣与日俱增,当时需要能够探测潜艇。

1915年,保罗·朗格文(Paul Langévin)利用石英的压电特性发明了第一种探测潜艇的声纳式装置,称为“探测潜艇的回声定位装置”。他的发明来得太迟,对战争的努力帮助不大,尽管朗格文的工作严重影响了未来的声纳设计。

最早的声纳装置是被动监听装置,这意味着没有发出任何信号。到1918年,英国和美国都建立了主动系统(在主动声纳系统中,信号都是先发送后接收)。声通信系统是声纳装置,信号通路两侧都有声波发射器和接收器。正是声学换能器和高效声学投影仪的发明,使得更先进形式的声纳成为可能。

声纳-声音、导航和测距

声纳这个词是美国人在第二次世界大战中首次使用的术语。它是声音、导航和测距的缩写。英国人称声纳为“ASDICS”,代表反潜探测调查委员会。后来声纳的发展包括回声测深仪或深度探测器、快速扫描声纳、侧扫声纳和WPESS(脉冲电子扇形扫描内)声纳。

两种主要的声纳

主动声纳产生一个声音脉冲,通常称为“ping”,然后监听脉冲的反射。脉冲可以是恒定频率或频率变化的啁啾。如果是啁啾,接收器将反射频率与已知啁啾相关联。由此产生的处理增益允许接收器获得相同的信息,就像发射了具有相同总功率的更短脉冲一样。

一般来说,远程主动声纳使用较低的频率。最低的有低音“巴王”的声音。要测量到物体的距离,需要测量从脉冲发射到接收的时间。

被动声纳在不发射信号的情况下进行监听。它们通常是军事的,尽管有一些是科学的。被动声纳系统通常有大型的声波数据库。计算机系统经常使用这些数据库来识别船只类别、行动(即船只的速度或释放的武器类型),甚至是特定的船只。

  • 发表于 2021-10-08 19:45
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  • 分类:科学

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