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9 T0 ~. M) b; w" A 为什么在海洋不能像在宇宙空间那样使用雷达呢?
& _ D2 I; U- j) N, o, B 原因是海洋中作为能量传播介质的海水是一种导电体;当电磁波辐射到海水之中时,它的大部分能量会被海水吸收掉,使传播距离受到严格的限制。而用光波也不行,光波本身属于频率更高的电磁波,在海水中被吸收衰减得更厉害;浑浊的海水会更严重地影响它的传播。
* v0 b4 i$ J$ @& | y/ b, ?4 W3 i 声波受海水吸收衰减很小,能传播很远的距离。拿相同能量的电磁波和声波比,声波能量的吸收衰减低于电磁波的千分之一。也就是说电磁波走1公里就消失,而声波却能走1000公里。 ! i' g8 S3 ~& X
所以,声波是海洋中信息传播的较理想形式。 9 y" E# M! O+ ~- c& |! w: s8 p+ [
第一次世界大战期间,德国采取无限制潜艇政策,使英国一方受到了沉重的打击。为了防潜反潜,法国物理学家郎之万研究了水下超声波的反射,利用1880年法国化学家发现的压电晶体,制成了压电陶瓷,创立了超声学和水声学。
- a; e& a0 q$ h+ I! ?" Z 到了第二次世界大战,随着电子技术的发展以及超声、水声学基础研究的不断深人,人们利用压电陶瓷制成了声纳。那时,几乎所有的舰船都装上了它,在战争中发挥了重大的作用。 0 C% Q4 G0 U1 ~9 p3 @
但是,半个多世纪过去了,声纳的每一项发展,除了船用的探测仪、探鱼仪外,几乎都是为着军事的目的。 - U4 }/ L6 Q1 U/ B- Z$ r
直到20世纪60年代,声纳的利用才扩展到海洋开发方面。 ' r) l F1 o: H- v( j
今天,人们已经研制出了众多的声纳系统,用于军事和海洋开发。
7 l# ^' F8 v# n 其中,用于军事的有测距声纳、探雷声纳、声制导鱼雷、多卜勒导航仪等各类声纳系统设备;用于海洋开发的有海洋环境测量、海底勘探、海洋生物遥测与跟踪、水下通信、目标定位等各类声纳系统设备。
; P0 Y; ?! L7 l8 e$ U 声纳设备门类广、型号多,根据它们的工作方式,可分为被动声纳和主动声纳两类。
- l. i# }. s1 A( P" G 被动声纳本身不发射声信号,只处于被动接收状态工作,所以也叫无源声纳。 4 A; [2 x) e% l9 `! H* Q3 w
无源声纳主要用于检测目标所辐射的声信号,如潜艇噪声、鱼群噪声等。 ( |4 \5 \4 E, P3 H
被动声纳主要由用压电陶瓷元件组成的接收换能器基阵、接收机和终端装置组成:接收换能器基阵将声信号变换为电信号,再由接收机进行放大处理,终端装置用于显示、存贮被测信号,并供操作人员监听分辨。 : h* X; I3 `" r% w0 X8 u
主动声纳是一种有源声纳,它通过自己向海洋发出的声信号和目标反射回波,经处理达到测距定位的目的,广泛应用于海洋目标的探测、定位导航等方面。
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