
【電】 sonar array
聲納陣列(Sonar Array)是一種用于水下探測、定位和成像的關鍵技術設備,由多個聲納傳感器(換能器)按特定幾何結構排列組成。其核心原理是通過協調各傳感器發射和接收聲波信號,利用聲波在水中的傳播特性實現對目标方位、距離及速度的高精度測量。
漢英對照
工作模式
波束形成(Beamforming)
陣列通過調整各傳感器信號的相位和幅度,将聲波能量聚焦于特定方向(形成“波束”),顯著提升探測信噪比和空間分辨率。其數學模型可表示為:
$$ y(t) = sum_{k=1}^{N} w_k cdot x_k(t - tau_k) $$
其中 ( w_k ) 為權重系數,( tau_k ) 為時延補償,實現波束定向控制。
軍事領域
潛艇聲納陣列用于水下目标追蹤與避障,例如美國海軍AN/BQQ-10系統采用球面陣列實現全向探測 。
來源:《水下聲納技術手冊》(國防工業出版社)
海洋科研
拖曳式聲納陣列(如法國Thales公司的SAMI系統)廣泛用于海洋生物遷徙研究和海底地質測繪 。
來源:IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. 45
民用技術
側掃聲納陣列集成于無人水下航行器(UUV),用于管道檢測與沉船搜索,分辨率可達厘米級 。
來源:國際聲學學會會刊(Proceedings of Meetings on Acoustics)
定向增益提升探測距離;空間濾波抑制環境噪聲;多目标跟蹤能力。
聲速受水溫/鹽度影響導緻定位誤差;高頻信號在遠距離傳播衰減顯著。
注:以上内容綜合聲學工程理論與行業應用标準,定義部分參考《英漢電子工程詞典》(科學出版社),技術參數依據國際電工委員會(IEC)水下系統規範。
聲納陣列(Sonar Array)是由多個聲納換能器按特定規律排列組成的探測裝置,主要用于水下目标探測、導航和環境感知。以下是其核心要點解析:
基本構成與原理
由若幹水聲換能器(陣元)組成,通過幾何排列(如線列、平面、圓柱等)形成陣列結構。這種設計通過疊加聲波信號,增強發射功率和接收靈敏度,同時提高聲波的指向性,減少環境幹擾(如海洋噪聲)對探測精度的影響。
核心功能
典型類型
應用場景
軍事上用于潛艇偵察、水雷探測;民用領域包括海洋資源勘探(如魚群追蹤)、海底地形測繪,以及水下考古等。拖拽式陣列在海洋科考中尤為常見,可分析深海聲學環境。
擴展閱讀:聲納陣列的性能受陣元數量、排列密度及信號處理算法影響,現代技術正朝着小型化、智能化和多頻段融合方向發展。
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