声纳技术.pptx

声纳系统分类原则声纳系统分类原则主动声纳工作原理及其基本组成主动声纳工作原理及其基本组成被动声纳基本原理及其基本组成被动声纳基本原理及其基本组成按装置体系分类的常用声纳按装置体系分类的常用声纳 本节需掌握的重点内容本节需掌握的重点内容 分类原则分类原则序号序号分类原则分类原则具体分类具体分类一一工作原理工作原理主动声纳主动声纳被动声纳被动声纳二二装置体系分类装置体系分类岸基声纳岸基声纳水面舰用的声纳水面舰用的声纳潜艇用的声纳潜艇用的声纳航空兵用的声纳（机载声纳和声纳浮标）航空兵用的声纳（机载声纳和声纳浮标）三三其他分类方式其他分类方式战斗任务（通信声纳、图像声纳战斗任务（通信声纳、图像声纳）技术特征（如发射波形技术特征（如发射波形）声纳系统的战技指标声纳系统的战技指标 战术和技术指标的定义战术和技术指标的定义战术指标，是反映和表征战术性能的那些参数战术指标，是反映和表征战术性能的那些参数，例如作用距离、方位角测量范围及精度、定位精例如作用距离、方位角测量范围及精度、定位精度、分辨率、搜索速度、跟踪距离、环境条件以度、分辨率、搜索速度、跟踪距离、环境条件以及盲区等及盲区等,通常由作战和使用部门下达。通常由作战和使用部门下达。技术指标是为确保战术指标的实现，系统应具有技术指标是为确保战术指标的实现，系统应具有的技术参数的技术参数，例如发射功率、脉冲重复频率、工，例如发射功率、脉冲重复频率、工作频率、接收灵敏度、脉冲宽度等。作频率、接收灵敏度、脉冲宽度等。声纳系统的主要战术指标：声纳系统的主要战术指标：作用距离作用距离能够搜索和探测的方位角和高低角范围能够搜索和探测的方位角和高低角范围盲区盲区分辨力分辨力定位精度定位精度搜索速度搜索速度环境条件环境条件声纳系统的技术指标声纳系统的技术指标声源级（主动声纳）声源级（主动声纳）接收机的检测阈（最小可检测信噪比）接收机的检测阈（最小可检测信噪比）信号参数信号参数接收机指标接收机指标换能器的指标换能器的指标 战术指标战术指标作用距离作用距离声呐的作用距离往往被认为是声呐战术指标中最声呐的作用距离往往被认为是声呐战术指标中最为重要的指标。作用距离是指声呐在一定条件下为重要的指标。作用距离是指声呐在一定条件下能有效地发现目标，并测量其数据的最大距离。能有效地发现目标，并测量其数据的最大距离。1 1）检测概率：）检测概率：2 2）漏报概率：）漏报概率：3 3）虚警概率：）虚警概率：战术指标战术指标战术指标战术指标能够搜索和探侧目标的方位角和高低角范围能够搜索和探侧目标的方位角和高低角范围能够搜索和探侧目标的方位角和高低角范围能够搜索和探侧目标的方位角和高低角范围方位角是水平面内的角度，高低角是垂直面内的角度。方位角是水平面内的角度，高低角是垂直面内的角度。这两个角度范围所界定的空间描述了声呐系统可以搜索这两个角度范围所界定的空间描述了声呐系统可以搜索的空间区域。如果目标处在这个空间区域内，就可能被的空间区域。如果目标处在这个空间区域内，就可能被探测系统发现或测定。探测系统发现或测定。战术指标战术指标战术指标战术指标盲区盲区盲区盲区盲区是在声呐作用距离之内，由于受到某些条件的限制盲区是在声呐作用距离之内，由于受到某些条件的限制而无法探测到目标的区域。一般用图形或角度、距离范而无法探测到目标的区域。一般用图形或角度、距离范围表示。盲区从形成的原因上可分为物理盲区、几何盲围表示。盲区从形成的原因上可分为物理盲区、几何盲区、尾部盲区、脉冲宽度盲区和混响盲区等。区、尾部盲区、脉冲宽度盲区和混响盲区等。几何盲区是由于换能器的倾角或波束开角的限制而造成几何盲区是由于换能器的倾角或波束开角的限制而造成的的 战术指标战术指标战术指标战术指标盲区盲区盲区盲区尾部盲区是由舰艇尾流造成的盲区。因舰艇尾部螺旋桨尾部盲区是由舰艇尾流造成的盲区。因舰艇尾部螺旋桨噪声较强，舰艇尾部构成一个强散射区，以致声呐很难噪声较强，舰艇尾部构成一个强散射区，以致声呐很难收到从这一方向来的信号。尾部盲区大约在舰艇后首部收到从这一方向来的信号。尾部盲区大约在舰艇后首部尾线范围内。尾线范围内。战术指标战术指标战术指标战术指标盲区盲区盲区盲区物理盲区是由声线弯曲造成的盲区。射线声学告物理盲区是由声线弯曲造成的盲区。射线声学告诉我们，由于声速在垂直方向有梯度，造成声线诉我们，由于声速在垂直方向有梯度，造成声线弯曲，形成某些声阴影区，如果目标处在阴影区弯曲，形成某些声阴影区，如果目标处在阴影区内，声呐将探测不到。下图示出了几种典型声速内，声呐将探测不到。下图示出了几种典型声速梯度下换能器在某一深度时所造成的盲区。梯度下换能器在某一深度时所造成的盲区。战术指标战术指标战术指标战术指标盲区盲区盲区盲区 战术指标战术指标战术指标战术指标脉冲宽度盲区脉冲宽度盲区脉冲宽度盲区脉冲宽度盲区声呐在发射脉冲信号时，因信号极强，接收机往声呐在发射脉冲信号时，因信号极强，接收机往往处在关闭状态，而且出于技术考虑，关闭时间往处在关闭状态，而且出于技术考虑，关闭时间还要大于脉冲持续时间。还要大于脉冲持续时间。战术指标战术指标战术指标战术指标分辨率分辨率分辨率分辨率分辨率表示声呐系统对空间的两个相邻目标的分分辨率表示声呐系统对空间的两个相邻目标的分辨能力。辨能力。战术指标战术指标战术指标战术指标分辨率分辨率分辨率分辨率V流流V底底战技指标的确定战技指标的确定根据不同的任务，战技指标不相同根据不同的任务，战技指标不相同多普勒，水面舰与潜艇多普勒，水面舰与潜艇V底底应答器应答器释放器释放器战技指标的确定战技指标的确定根据不同的任务，战技指标不相同根据不同的任务，战技指标不相同声信标与释放器声信标与释放器战技指标战技指标设计是参数平衡和折衷的一个问题设计是参数平衡和折衷的一个问题了解一种声纳设备产品的型号、功能以及了解一种声纳设备产品的型号、功能以及技术指标等技术指标等 声纳方程声纳方程声纳方程的作用声纳方程的作用声纳方程的作用声纳方程的作用主动、被动声纳方程主动、被动声纳方程主动、被动声纳方程主动、被动声纳方程声纳方程各个组合分量的含义声纳方程各个组合分量的含义声纳方程各个组合分量的含义声纳方程各个组合分量的含义利用声纳方程进行声纳性能预报利用声纳方程进行声纳性能预报利用声纳方程进行声纳性能预报利用声纳方程进行声纳性能预报利用声纳方程进行声纳设计利用声纳方程进行声纳设计利用声纳方程进行声纳设计利用声纳方程进行声纳设计 需掌握的重点内容需掌握的重点内容 声纳方程的作用？声纳方程的作用？什么是声纳方程？什么是声纳方程？该方程是将介质、目标和设备的作用联结在该方程是将介质、目标和设备的作用联结在的关系式的关系式声纳方程的作用：声纳方程的作用：声纳性能预报声纳性能预报:声呐方程的功能之一是对已有声呐方程的功能之一是对已有的或正设计的声呐设备进行性能预报。此时，的或正设计的声呐设备进行性能预报。此时，声呐设备的设计性能是已知的或是已假设好了声呐设备的设计性能是已知的或是已假设好了的，要求对某些有意义的参数，如检测概率或的，要求对某些有意义的参数，如检测概率或搜索概率做出性能估计。搜索概率做出性能估计。声纳设计声纳设计:我们必须找到一组能保证所要求的我们必须找到一组能保证所要求的声纳性能的声纳参数来。声纳性能的声纳参数来。主动：主动：被动：被动：声纳方程声纳方程优质因数优质因数-FOMSL-（NL-DI+DT）对于被动声纳，该量规定了最大允许传播对于被动声纳，该量规定了最大允许传播损失；损失；对主动声纳，当对主动声纳，当TS=0时，该量给定了最时，该量给定了最大允许双程传播损失大允许双程传播损失 主动声纳主动声纳有目的地主动从系统中发射声波的声呐称为主动声呐有目的地主动从系统中发射声波的声呐称为主动声呐它可用来探测水下目标，并测定其距离、方位、航速、航向等运动要素。基阵基阵发射机发射机接收机接收机控制单元控制单元显控台显控台 主动声纳主动声纳 被动声纳被动声纳利用接收换能器基阵接收目标自身发出的噪声或利用接收换能器基阵接收目标自身发出的噪声或信号来探测目标的声呐称为被动声呐。信号来探测目标的声呐称为被动声呐。基阵基阵接收机接收机控制单元控制单元显控台显控台 被动声纳被动声纳主动声纳与被动声纳的差别主动声纳与被动声纳的差别发声与不发声发声与不发声作用距离与工作频率作用距离与工作频率隐蔽性的问题隐蔽性的问题干扰的问题：噪声与混响干扰的问题：噪声与混响回音站、测深仪、通信仪、探雷器等等均可归入主动声呐回音站、测深仪、通信仪、探雷器等等均可归入主动声呐类，而噪音站、侦察仪等则归人被动声呐类；类，而噪音站、侦察仪等则归人被动声呐类；按声呐装置的体系分类按声呐装置的体系分类按声呐装置的体系对声呐系统进行分类，可分为按声呐装置的体系对声呐系统进行分类，可分为岸基声呐、水面舰艇声呐、潜艇声呐和反潜飞机岸基声呐、水面舰艇声呐、潜艇声呐和反潜飞机用声呐等等。用声呐等等。1）岸基声呐及预警系统（岸边固定式声呐监视系统）岸基声呐及预警系统（岸边固定式声呐监视系统）按声呐装置的体系分类按声呐装置的体系分类2）水面舰艇上的声呐按声呐装置的体系分类按声呐装置的体系分类3）潜艇上的声呐美国海狼级潜艇美国海狼级潜艇按声呐装置的体系分类按声呐装置的体系分类3）潜艇上的声呐美国海狼级潜艇按声呐装置的体系分类按声呐装置的体系分类4）航空兵使用的声呐（机载声呐和声呐浮标）航空兵使用的声呐（机载声呐和声呐浮标）其他分类方式其他分类方式1）战斗任务）战斗任务通信声纳通信声纳成像声纳成像声纳定位声纳定位声纳测深声纳测深声纳SonardyneScout USBLSonardyneAcoustic Data LoggerSonardyneSentinel IDS SeaBeam 1180其他分类方式其他分类方式2）技术特征）技术特征以发射波形为例：以发射波形为例：单频信号波形单频信号波形宽带信号波形宽带信号波形相相关关测测时时分分辨辨率率