水声学原理1.2.1声纳参数及声纳方程-声纳参数及声纳方程.pdf

1 第 章 绪 论 第二讲 声纳参数及声纳方程 1.5 声纳及其工作方式 声纳（Sonar）：利用水下声信息进行探测、识别、定位、导航和通讯的系统。 分类：主动声纳和被动声纳 主动声纳信息流程：发射系统发射携带一定信息的声信号（发射信号），在海水中传播时 如遇到障碍物（潜艇、水雷、鱼雷、冰山、暗礁，统称声纳目标），产生回声信号；在某一方向上 的回声信号传到接收基阵，并将其转换为电信号，经处理器处理后送到判决器，根据预先确定 的原则进行判决，最后显示判决结果。 被动声纳（噪音声纳站）信息流程：被动声纳通过接收被探测目标（声源部分）如鱼雷、 潜艇等的辐射噪声，来实现水下目标探测。 1.6 声纳参数 主、被动声纳工作信息流程的基本组成：声信号传播介质（海水）、被探测目标和声纳设备。 声纳参数：将影响声纳设备工作的因素称为声纳参数。 1、声源级 SL 声源级 用来描述主动声纳所发射的声信号的强弱（反应发射器辐射声功率大小），定义 SL 为： I SL  10lg I 0 r1 I 式中， 为发射器声轴方向上离声源声中心 米处的声强， 为参考声强（均方根声压为 微帕 I 1 0 1 的平面波的声强），I 0  0.67 1018 W / m2 。 为了提高主动声纳的作用距离，它的发射器做成具有一定的发射指向性，如右图所示。 解释原因：它可以提高辐射信号的强度，相应 也提高回声信号强度，增加接收信号的信噪比，从而 增加声纳的作用距离。 发射指向性指数 DIT ： I DI  10lg D T I ND I I 式中， 为指向性发射器在声轴上测得的声强度； 为无指向性发射器辐射的声强度。 D ND DTT 含义：在相同距离上，指向性发射器声轴上声级高出无指向性发射器辐射声场声级的分贝 数；DTT 越大，声能在声轴方向集中的程度越高；就有利于增加声纳的作用距离。 声源级与声功率的关系： 假设介质无声吸收，声源为点声源，辐射声功率为 （ ），距声源声中心 米处声强度 Pa W 1 为：  2  I  P 4 W m r 1 a 则可得无指向性声源辐射声功率与声源级的关系： SL  10lg P  170.77 a 有指向性声源辐射声功率与声源级的关系：