
【电】 sonar array
声纳阵列(Sonar Array)是一种用于水下探测、定位和成像的关键技术设备,由多个声纳传感器(换能器)按特定几何结构排列组成。其核心原理是通过协调各传感器发射和接收声波信号,利用声波在水中的传播特性实现对目标方位、距离及速度的高精度测量。
汉英对照
工作模式
波束形成(Beamforming)
阵列通过调整各传感器信号的相位和幅度,将声波能量聚焦于特定方向(形成“波束”),显著提升探测信噪比和空间分辨率。其数学模型可表示为:
$$ y(t) = sum_{k=1}^{N} w_k cdot x_k(t - tau_k) $$
其中 ( w_k ) 为权重系数,( tau_k ) 为时延补偿,实现波束定向控制。
军事领域
潜艇声纳阵列用于水下目标追踪与避障,例如美国海军AN/BQQ-10系统采用球面阵列实现全向探测 。
来源:《水下声纳技术手册》(国防工业出版社)
海洋科研
拖曳式声纳阵列(如法国Thales公司的SAMI系统)广泛用于海洋生物迁徙研究和海底地质测绘 。
来源:IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. 45
民用技术
侧扫声纳阵列集成于无人水下航行器(UUV),用于管道检测与沉船搜索,分辨率可达厘米级 。
来源:国际声学学会会刊(Proceedings of Meetings on Acoustics)
定向增益提升探测距离;空间滤波抑制环境噪声;多目标跟踪能力。
声速受水温/盐度影响导致定位误差;高频信号在远距离传播衰减显著。
注:以上内容综合声学工程理论与行业应用标准,定义部分参考《英汉电子工程词典》(科学出版社),技术参数依据国际电工委员会(IEC)水下系统规范。
声纳阵列(Sonar Array)是由多个声纳换能器按特定规律排列组成的探测装置,主要用于水下目标探测、导航和环境感知。以下是其核心要点解析:
基本构成与原理
由若干水声换能器(阵元)组成,通过几何排列(如线列、平面、圆柱等)形成阵列结构。这种设计通过叠加声波信号,增强发射功率和接收灵敏度,同时提高声波的指向性,减少环境干扰(如海洋噪声)对探测精度的影响。
核心功能
典型类型
应用场景
军事上用于潜艇侦察、水雷探测;民用领域包括海洋资源勘探(如鱼群追踪)、海底地形测绘,以及水下考古等。拖拽式阵列在海洋科考中尤为常见,可分析深海声学环境。
扩展阅读:声纳阵列的性能受阵元数量、排列密度及信号处理算法影响,现代技术正朝着小型化、智能化和多频段融合方向发展。
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