声纳技术原理及应用(声纳传感器原理详解)

声源追焦的原理

声源追焦是一种利用声音波动的特性,通过控制声源的发射方向和频率来聚焦声波的技术。它的原理是利用声波在不同介质中的传播速度不同,在声波传播过程中通过控制声源的发射角度和频率来控制声波的传播方向和聚焦程度。在实际应用中,声源追焦技术可用于医学影像诊断、声纳探测等领域,提高了声学成像的清晰度和精度。

陆地声纳原理

声呐也作声纳,是英文缩写“SONAR”的中文音译(中国科技名词审定委员会公布的规范译名为声呐),其全称为:SoundNavigationAndRanging(声音导航与测距),是利用声波在水中的传播和反射特性,通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术,也指利用这种技术对水下目标进行探测(存在、位置、性质、运动方向等)和通讯的电子设备,是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置,有主动式和被动式两种类型。

什么是合成口径声纳

合成孔径声纳是一种新型高分辨水下成像声纳。其原理是利用小孔径基阵的移动来获得移动方向(方位方向)上大的合成孔径,从而得到方位方向的高分辨力。

获得这种高分辨力的代价是复杂的成像算法和对声纳基阵平台运动的严格要求。

目前国际上只有少数国家和地区研制出了合成孔径声纳原型机并进行了海上试验。我国于1997年7月正式将合成孔径声纳列入了国家“863”计划项目。合成孔径声纳可以用于水下军事目标的探测和识别,最直接的应用就是进行沉底水雷和掩埋水雷的高分辨探测和识别。

在国民经济方面,可以用于海底测量、水下考古和搜寻水下失落物体等,尤其可以进行高分辨海底测绘,对数字地球研究具有重要意义,标志着我国在合成孔径声纳研究方面进入了与国际同步发展的水平。

海豚声纳系统工作原理

海豚声呐系统的工作原理是根据发出声波从物体上的反射,检测信号的返回时间。一般来说,如果声呐脉冲的声源(长度)小于声音的波长,声呐就会朝四面八方发射声音信号,类似于迪斯科舞厅的闪光灯球发出的光。因此,为了朝着特定方向发射目标光束,声源必须大于波长。但海豚却不必遵循这一要求。

为了知道海豚如何进行回声定位,科学家们用CT扫描来研究无鳍海豚(鼠海豚科江豚属)的头部。他们发现这些海豚的前额结构复杂,包括气囊、软组织和头骨三个部位。这些部位组成的前额层能让声音以不同的速度通过,从而使海豚可控制声束的焦点。“如果我们能够弄懂这些结构,那么我们就可以重新设计声呐系统并将它们放入(较小的)船中。”宾夕法尼亚大学物理学家曹文武说道。该研究于2016年12月在《物理评论》上发表,曹文武是作者之一。

研究表明,海豚与另一种以回声定位著名的哺乳动物蝙蝠有一些共通之处。弗吉尼亚理工大学机械工程学教授RolfMüller说:“我很好奇,海豚是如何通过压缩前额复合体来改变它们的发射模式的。”Müller教授曾研究过蝙蝠声呐系统,但并未参与此次的海豚声呐研究。目前,除了人类技术以外,蝙蝠和海豚的确拥有数一数二的声纳系统。

声呐的工作原理是什么

声纳的工作原理是:先用声源(声纳的换能器)发出声波,声波照射到水中的物物体(鱼类、潜艇等)后反射回来,通过不同的物体反射声信号的强度和频谱信息是不一样的这一特征,声纳的接收设备接收在接到这些包含丰富内容的信息后经过数据处理,再与数据库里面的数据比照,就能判断照射的物体是什么,甚至能判别其航速,航向。

声纳全称为:声音导航与测距,是一种利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成水下探测和通讯任务的电子设备。