声纳识别系统性能提升途径

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声呐系统的发展历程

声呐系统的发展历程

声呐系统的发展历程声呐系统是一种利用声波在水中传播的原理进行探测和通信的技术。

声波是机械波,它在水中传播速度快、损耗小,因此声呐系统常用于海洋勘测、水下探测以及潜艇通信等领域。

下面将介绍声呐系统的发展历程。

声呐系统最早应用于海洋勘测领域,用于测量海洋底层地形和探测海底沉积物。

20世纪30年代初,美国科学家哈里·曼斯费尔德在海洋勘测中首次采用了声波作为勘测工具,实现了初步的测量。

到了1940年代,声呐系统逐渐得到了发展,成为海洋勘测中不可或缺的工具。

随着技术的进步,声呐系统逐渐应用于军事领域。

在第二次世界大战期间,声呐系统被用于水面舰艇和潜艇的导航和探测。

声呐系统可以通过发送声波并接收回波来判断周围物体的位置和距离,因此在水下战争中起到了重要的作用。

20世纪50年代,声呐系统取得了重大的突破。

瑞典科学家昂思·爱文伦发明了多普勒声纳,可以通过测量声波频率的变化来判断物体的运动状态。

这一技术的出现大大提高了声呐系统的探测精度和准确性,对于水下探测和导航有着重要的意义。

在20世纪70年代和80年代,随着计算机技术的发展,声呐系统得到了进一步的改进。

数字化和自动化的声呐系统开始出现,使得声呐系统的控制和数据处理更加方便和高效。

同时,采用多普勒效应的声纳技术也得到了进一步的完善,能够更准确地判断目标物体的运动轨迹。

进入21世纪,声呐系统得到了更广泛的应用。

除了海洋勘测和军事领域,声呐系统开始应用于水下探险、水下机器人、海洋生态研究等多个领域。

同时,声呐技术也不断地向更高频率、更高分辨率的方向发展,以满足对于更精确探测和高清图像的需求。

在未来,声呐系统还有很大的发展空间。

随着科技的不断进步,声呐系统的探测距离和分辨率将会进一步提高。

同时,声呐系统也将会结合其他传感技术,如雷达、红外线等,形成多模态的综合探测系统,以获得更全面和准确的数据。

综上所述,声呐系统经历了从海洋勘测到军事领域再到更广泛的应用的发展历程。

多波束声纳技术

多波束声纳技术

多波束声纳技术多波束声纳技术是一项用于海洋勘探、搜寻和监测的重要技术。

该技术利用多个发射机和接收机的组合来收集来自不同方向的声纳信号,从而提供更准确的海洋环境信息。

本文将详细介绍多波束声纳技术的原理、优势、应用及未来发展。

多波束声纳技术是一种声学成像技术,基于声纳的反射原理。

当声波撞击物体时,会产生回声或反射波,这些波通过传感器接收并转化为电信号。

传感器记录反射波的方向、强度和距离等信息,从而确定物体的位置、形状和构成等信息。

1. 提高声纳信号的分辨率:多波束声纳技术允许在不同方向上同时监测目标,从而提高信号的分辨率。

这种技术的优势在于可以同时捕捉多个角度的反射信号,通过计算并合成这些信号,产生一个更准确的图像。

2. 扩大监测区域:与传统声纳技术相比,多波束声纳技术可以扫描更广阔的水域,监测更大范围的目标。

多波束声纳技术的核心是发射器和接收器的设计。

通常,一个多波束声纳系统由多个发射器和多个接收器组成。

发射器会将声波向不同方向投射;而接收器则将同样的区域内的反射波信号收集回来。

这些发射器和接收器按照不同的排列方式被组装在一起,形成一个多波束声纳阵列。

接着,通过寻找各个接收器收到的反射波信号之间的相对时间延迟和强度变化,系统可以分析来自目标的不同方向的声波信号,最终形成一个具有高分辨率、高准确度的三维声纳图像。

1. 增强了信号处理能力:多波束声纳技术允许同时记录来自不同方向的反射波信号,这意味着系统可以处理更多、更丰富的数据,从而提高识别能力和准确性。

2. 提高了对目标的探测效率:多波束声纳技术可以在一次扫描中覆盖更多的区域,从而提高了探测效率。

多波束声纳技术还可以针对不同类型的目标,进行定向、精细的探测操作。

4. 降低了误报率:多波束声纳技术可以针对不同类型目标进行定向探测和识别,从而减少与非目标物体的误识别,提高探测的真实性。

1. 海洋科学:多波束声纳技术可以用于寻找海底热液喷口、沉船、遗迹以及地下隧道等目标。

舰艇声呐技术的应用与发展分析

舰艇声呐技术的应用与发展分析

舰艇声呐技术的应用与发展分析在现代战争中,舰艇声呐技术的作用越来越明显,本文重点对舰艇声呐技术进行分析和研究,并且阐述舰艇声呐技术的发展历程,以供参考。

关键词:舰艇声呐;发展趋势;应用1 舰艇声呐概述舰艇声呐主要是探测水中的声波,并且进行定位和通信的电子设备,是当前海军进行水下监测过程中使用的主要设备,可以进一步探测定位、分类、跟踪水下的目标,并且进行水下的导航和通讯,确保反潜机、舰艇、反潜直升机的战术机动以及引导一些水下武器的使用。

2 舰艇声呐技术2.1 主动声呐主动声呐指的主要是声呐具有较大的功率,能够主动发射相应的声波,并且接收反射之后的回波,用来分析目标的参数,并且进行确认,是通过简单的回声探测仪器转变形成的,主动通过在探测水域对超声波的发射,对回波来进行计算,适合对水下的水雷、鱼群、暗礁、沉船等进行测量,并且可以计算出已经关闭发动机的隐蔽潜艇。

当前,美国海军在声呐发展的过程中,为了进一步让反潜能力提高,在声呐当中运用一种新技术,也就是连续波主动声呐技术,简称CAS,通过这项技术能够不间断的进行信号的发射,声呐操作员也可以在此过程中同步对潜艇的声音进行监听,可以更好地让水面舰艇对敌舰艇进行探测,了解敌舰艇的位置。

2.2 被动声呐被动声呐主要指的是声呐被动接收目标发射出的信号或者目标产生的一些辐射噪音,对目标方位进行测定,它主要是由简单的水听器逐步演变形成的,对目标发出的噪音进行接收,对接收到的数据进行分析,同时对目标的特性和位置进行判断,主要适合一些在任务过程中不能使用主动声呐发声暴露自己但又需要对外部活动进行探测的潜艇。

2.3 可变深度声呐由于声呐的声波在传播的过程中往往会因为海面、海底的影响以及海水不均匀分布等产生一些散射、折射、干涉、反射,会导致声线弯曲或者信号畸变、起伏等情况,进而导致传播途径改变或者产生声阴区,这些不确定因素会对声呐的测量精度和作用距离产生非常大的影响。

现代声呐需要在适当的区域对严呐的工作深度进行合理的选择,通过声呐发出的声波在不同途径当中传播来减小水声传播条件的不利影响,让声呐的探测距离提高。

多波束测深声呐技术原理与应用读书笔记

多波束测深声呐技术原理与应用读书笔记

《多波束测深声呐技术原理与应用》读书笔记一、声呐技术基本原理声呐(Sound Navigation and Ranging,SONAR)技术,是一种利用声波进行探测、导航和测距的技术。

在多波束测深领域中,声呐技术发挥着至关重要的作用。

其基本原理主要包括声波的发射、传播、接收和处理。

声呐设备通过换能器将电能转换为声波,这些声波在一定频率范围内具有特定的传播特性。

通过控制发射的声波类型和功率,声呐可以实现对不同深度和水下物体的探测。

声波在水下的传播受到多种因素的影响,包括水温、盐度、水深、水流速度和方向等。

这些因素会影响声波的传播速度和路径,声呐技术需要考虑到这些环境因素,以确保探测的准确性。

声波在遇到障碍物(如海底、水下物体等)时会发生反射,反射回来的声波被声呐设备的接收器捕获。

接收器将接收到的声波转换为电信号,为后续的信号处理提供数据。

接收到的信号需要经过处理以提取有用的信息,这包括噪声过滤、信号增强、波形分析等步骤。

通过信号处理,声呐可以将接收到的数据转化为图像或数字信息,以供研究人员分析和使用。

1. 声呐定义及作用声呐(Sound Navigation and Ranging,SONAR)是一种利用声波在水下进行探测的装置。

它是通过发射声波并接收水底的回声来确定水深和水下物体的位置的。

声波在水中传播速度快,传播距离远,受到水体环境的影响相对较小,因此声呐成为了水下探测的主要工具之一。

探测水深:通过发射声波并接收回声,声呐可以精确地测量出水深,这对于航海、渔业、海洋科学研究等领域具有重要意义。

识别水下物体:声呐能够识别出水下的礁石、沉船、鱼群等物体,这对于航行安全、渔业捕捞等方面具有重要的作用。

海洋环境监测:声呐可以用于监测海洋环境,例如水流速度、水温分布等,这对于海洋科学研究具有重要意义。

水下导航:声呐还可以用于水下导航,帮助潜艇等水下航行器进行定位和导航。

在多波束测深领域,声呐技术发挥着不可替代的作用。

主动声呐方程时间增益

主动声呐方程时间增益

主动声呐方程时间增益主动声呐是一种利用声波进行探测和定位的技术,广泛应用于海洋勘探、军事侦察、海底测绘等领域。

在主动声呐系统中,时间增益是一个重要的参数,它描述了声波信号在传播过程中的能量损失和信噪比的变化情况。

本文将围绕主动声呐方程和时间增益展开讨论,以便更好地理解主动声呐系统的工作原理和性能。

主动声呐方程是描述声波在水中传播过程的数学模型,它基于声波的传播速度、声源和接收器之间的距离以及介质的声学特性等因素。

主动声呐方程可以帮助我们预测声波在水中传播的路径、传播时间和信号强度等信息。

在主动声呐系统中,时间增益是衡量声波信号强度变化的指标。

声波在传播过程中会遇到各种衰减和散射现象,导致信号强度不断减小。

时间增益可以反映声波信号在传播过程中的衰减情况,即声波信号在接收端接收到的强度与声源发射时的强度之比。

时间增益的计算可以基于主动声呐方程和声波传播的基本原理。

声波传播过程中,声波信号受到衰减主要有两个方面的原因:一是声波在传播过程中会发生几何衰减,即声波能量随距离的增加而衰减;二是声波在传播过程中还会受到介质衰减的影响,即介质对声波的吸收和散射。

几何衰减是由于声波在传播过程中能量的扩散导致的。

根据几何衰减的原理,声波信号的强度与距离的平方成反比关系。

即声波传播的距离越远,声波信号的强度越弱。

这种几何衰减的影响可以用时间增益来表示,时间增益与传播距离的平方成反比。

介质衰减是由于介质对声波的吸收和散射导致的。

不同介质对声波的衰减程度不同,常用的描述介质衰减的参数是衰减系数。

衰减系数越大,说明介质对声波的吸收越强,声波信号的强度衰减越快。

时间增益与介质衰减系数成正比。

除了几何衰减和介质衰减,声波在传播过程中还会受到散射的影响。

散射是指声波在传播过程中遇到介质中不均匀性而发生的方向改变现象。

散射会导致声波信号的能量分散,使声波信号在接收端的强度降低。

时间增益与散射的影响也是成反比关系。

时间增益是描述主动声呐系统中声波信号强度变化的重要参数。

声纳技术利用声音进行远程探测与通信

声纳技术利用声音进行远程探测与通信

声纳技术利用声音进行远程探测与通信声纳技术是一种利用声音进行远程探测与通信的技术。

随着科技的不断发展,声纳技术在海洋、军事、医学等领域发挥着重要作用。

本文将介绍声纳技术的原理、应用以及未来的发展方向。

一、声纳技术的原理声纳技术基于声音的传播特性进行远程探测与通信。

声音是一种机械波,在介质中传播时会引起介质分子的振动,进而传递声波信号。

声纳系统通常由发射器和接收器组成。

发射器会发出声波信号,接收器则接收并分析回波信号。

声纳技术的关键是利用声波在不同介质中的传播速度差异来实现距离测量。

声音在水中的传播速度约为1500米/秒,这使得声纳技术在水下探测中具有很大优势。

此外,声波的频率、波长和声速也会对声纳系统的性能产生影响,需要根据具体需求进行调整。

二、声纳技术的应用1. 海洋勘探领域声纳技术在海洋勘探领域有着广泛的应用。

利用声纳技术可以实现海底地形测绘、海底资源勘探以及海底生物探测等任务。

声纳技术不受海洋的光线限制,可以在深海环境下进行高精度的测量与观测。

2. 军事领域声纳技术在军事领域中起到至关重要的作用。

潜艇利用声纳技术进行水下侦察与敌方舰艇追踪;声纳技术还可以用于水雷的探测和识别。

在水下远程通信方面,声纳技术也是不可或缺的手段。

3. 医学领域声纳技术在医学领域的应用越来越广泛。

医学影像中的超声波成像就是一种常见的声纳应用。

通过声纳技术可以实现对人体内部组织和器官的无创探测与成像,为医生的诊疗提供重要依据。

三、声纳技术的发展方向随着科技的不断进步,声纳技术也在不断发展。

未来声纳技术的发展方向主要有以下几个方面:1. 提高探测精度随着声纳传感器和信号处理技术的不断提高,声纳技术在水下探测中的精度将进一步提高。

可以预见,未来声纳技术将能够实现更加精准的海洋勘探和军事侦察。

2. 发展新型传感器新型传感器的研发将为声纳技术的应用带来更多可能性。

例如,研究人员正在研发能够在复杂水域中实现高效探测的多传感器系统,这将有助于提高水下探测的效率和准确性。

声纳技术及其应用与发展

声纳技术及其应用与发展

声纳技术及其应用与发展王云罡(04011115)(东南大学信息科学与工程学院南京 211189)摘要:声纳技术是声学检测新技术在水下介质中的具体应用。

文章简要阐述了声纳技术的原理及其发展历史,介绍了声纳技术的主要应用及其最新进展。

关键词:声纳技术原理应用发展APPLICATION AND DEVELOPMENT OFSONAR TECHNOLOGYWang Yungang (04011115)(Department of Information Science and Engineering, Southeast University, Nanjing,211189) Abstract : Sonar technology is the specific application of acoustic detection techniques in underwater media. Its principle and development as well as its main applications andprogress are reviewed.Key words:sonar technique principle applications development声波是人类迄今为止已知可以在海水中远程传播的能量形式.,声纳( sonar)一词是第一次世纪大战期间产生的, 它是由声音( sound)、导航( navigation)和测距( ranging ) 3个英文单词的字头构成的.。

声纳设备利用水下声波判断海洋中物体的存在、位置及类型,同时也用于水下信息的传输。

[1]近年来,随着科学技术的高速发展,人类对覆盖地球总面积70 %的海洋的认识逐渐深化,海洋因其经济上的巨大潜力和战略上的重要地位越来越被人们所重视.。

美国加州海洋研究中心的罗伯逊博士说:“海洋的开发对人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。

现代声纳技术的几个发展方向

现代声纳技术的几个发展方向

现代声纳技术的几个发展方向现代声纳技术的几个发展方向(2)尽管被动声呐技术发展趋缓,但还远未到被淘汰的地步。

只要水面舰艇依然产生噪声、核潜艇依然会发出规则的声信号,就会有被动声呐存在。

目前几乎所有的潜艇都装备被动声呐,但是在搜索柴电潜艇时主动声呐仍必不可少。

低频主动声呐技术安静型柴电潜艇的广泛装备,使声呐技术的研究热点重新转移到主动声呐上。

但主动声呐有两个缺点,一是声呐发射的声波会被反潜设备接收到,使潜艇暴露目标并遭到攻击;二是主动声呐在浅海的作用距离受海床的影响。

声呐脉冲会在海底和水面之间反射,沿不同路径返回(即“多途效应”)。

此时会有微小的时延,在接收机上形成混响干扰,掩盖目标的回波。

声呐使用的脉冲序列越长、探测距离越远,声呐受混响的影响就越严重,选择短脉冲固然会减小混响的影响,但同时也减小了声呐的探测距离。

图4:解决这个矛盾的方法之一是使用脉冲编码技术。

一个长脉冲序列可以被压缩成一个短脉冲序列,但频率和相位也会发生一些变化。

这就是脉冲压缩理论,它是抗“多选效应”的有效手段。

在声呐信号处理中经常使用频率调制技术,信号在频域的带宽越宽,在时域的脉冲就越窄。

现在一些新型主动舰壳声呐(如美国海军的DE 1160和SQS 一53)以及甚低频拖曳声呐(如美国海军侦察舰使用的低频声呐和北约使用长直线阵的大型低频主动声呐),都使用了脉冲压缩技术。

声呐所用声波的频率越低,作用距离就越远,产生低频信号的换能器体积也就越大。

当使用声波的频率低于3.5千赫时,声呐就会因为换能器体积过大而不能安装在舰艇上,只能采取拖曳的方式。

低频声呐使用的频率一般为100~500赫兹,但略高于净战时期被动声呐探测的频率范围。

此外,舰壳主动声呐还可以通过控制波束仰角、采用自适应技术来减小混响的影响。

出于战术上的考虑,很多国家的海军还在研究或购买低频主动拖曳声呐。

因为这种声呐的远程探测性能如同SQS-53舰壳声呐,却没低频声呐那么大的体积和重量。

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电子技术• Electronic Technology94 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】声纳原理 发展趋势 识别系统水声学是一门声学分支学科,主要研究的是水下声波的产生、辐射、传播、接收和量度,掌握水声学就可以解决与水下目标探测及信息传输有关的各种问题。

由于海洋水环境的独特性质光波以及无线电波的传播在其中的衰减都极其严重,无法在海水中进行远距离有效的传播,更无法满足对水下环境及目标的检测、水下通讯等方面的应用。

在已发现的传输介质中,唯一一种能够在海水中作远距离传输的能量形式就是声波。

声纳是通过声波信号来对水下目标进行探测、定位的常见设备,其原理是模仿视力极声纳识别系统性能提升途径文/孙鹏程低的蝙蝠通过声波实现视觉功能的特性。

在水下资源勘查,水下通信、海洋军事领域中起着决定性作用。

声纳的军事战略地位已被拥有海洋资源的各海洋国家广泛重视。

1 声纳技术的分类及现状声纳从工作原理来分可分为主动声纳和被动声纳两类。

主动声纳又称回声声纳,原理框图如图1所示。

主动声纳的工作方式为发射机发射出特定频率的声波信号,触及到目标物后接收反射波中的信息来测算出目标的各项参数,包括方位、距离、速度等。

具体来讲,距离可以通过折返的声波信号与发射出的声波信号之间的时间差计算出来,目标的方位可以通过测算回声弧形波线,再制出其法向量方向就是目标的方向,而目标的径向速度可根据多普勒效应测算回波信号与发射信号之间的频率之差得知。

同理,目标的其他性质可通过比对回波信号与发射信号的变化规律来推测。

主动声纳主要用于水下勘测,例如暗礁、冰山、沉船等静止且无声的目标,其优势也在于此,能够较精确的测量方位以及距离等参数,缺点是主动声纳工作时需发射声波信号采集回声,更易被地方侦查,且探测距离有限。

被动声纳的工作原理(如图2)是通过接受目标自身发出的声波信号来探测目标,因此也被称为噪声声纳,这一功能是通过接收换能器基阵来实现的。

被动声纳主要用来搜索、检测来自目标的声信号和噪音优点是拥有良好的隐蔽性,更远的侦察距离以及更强的识别能力。

缺点是由于其需要目标物自身产生“噪声”,所以对静止无声的目标无法探测,仅仅可以发现目标但无法测出目标距离。

其次,被动声纳只接收目标自身产生的信号,声纳本身并不发射信号,因而没有其他反射噪声造成的干扰。

实际应用中多数声纳都采用主动被动两种方式结合使用,充分发挥出两种声纳的优点扬长避短。

在一般勘察使用时,为了在探测的同时不使自身信息被敌方率先侦查到,工作在房内火灾隐患。

最终实现对机房环境、机房安全、机房配套设备和重要供电回路的各种监视功能。

3.2 安防系统根据安全管理需要,设置视频监控系统。

本次系统前端采用数字摄像机,存储采用数字硬盘录像机。

室外设两台快球摄像机,监控整个台站的外环境及围界情况,室内设一台半球型摄像机,该摄像机的主要作用就是进行安全防范监控。

并且安防系统还能够对摄像机图像进行实时监视以及对图像的数字化存储功能,具备网络远程多路实时监视的功能。

还能够对录像资料进行远程网络的查询和回放,对于录像资料还提供了远程下载、备份的服务,满足了用户对监控图像的随时调取需要。

数字摄像机采用720P 像素,硬盘录像机对所有本地视频进行7×24小时的存储,存储天数为90天。

3.3 消防报警系统场监机房内设置火灾报警系统,通过使用智能型总线制火灾自动报警系统对常场监机房全面保护。

感烟探测器和感温探测器的设置,能够对温度和烟雾信息进行准确的监控;此外,还需要设置紧急启停按钮、放气指示灯、声光报警器。

系统对各种火灾报警信号能够及时的进行接收,然后发出报警信号,信号发送至环境监控采集设备,最后上传至上级监控中心。

气体灭火控制盘分为手动和自动两种,当控制盘处于手动状态,只发出报警信号,不输出动作信号,但是一旦值班人员对确认火警的发生后,对应急启动按钮进行控制,就可以使系统喷放气体灭火剂启动。

4 系统供电及接地1号场监雷达站由2#消防站引双路低压电源,互投后供工艺使用。

2号场监雷达站由3#消防站引双路低压电源,互投后供工艺使用。

3号场监雷达站由1#消防站引双路低压电源,互投后供工艺使用。

1号、2号、3号场监雷达站均与甚高频遥控台合建,台站内为场监和甚高频设备配备UPS 设备,均冗余配置,后备时间按半小时考虑。

在机房配电箱内安装防浪涌保护器。

雷达塔平台上架设4根玻璃钢避雷针。

方舱内设备通过16mm²专用接地铜线与50mm 2接地母线相连。

接地电阻要求不大于4欧姆。

建筑接地网及避雷设计由电气专业考虑。

5 通信通信采用光缆传输,光纤从机房预埋至手孔井,沿通信管道敷设至合建的甚高频机房传输设备,最终传输到东塔附属业务楼。

传输设备由通信工程设计。

参考文献[1]卿烈华.场面监视雷达系统在民用机场的应用[J].数字技术与应用,2018,36(05):100+102.[2]徐艳.场面监视雷达系统的设计与优化分析[J].信息与电脑(理论版),2017(14):169-171.[3]周雷.场监雷达天线座关键技术研究[J].电子机械工程,2017,33(5):17-21.作者简介孙璐(1988-),女,河南省信阳市人。

硕士研究生,中级工程师,通信导航专业。

作者单位中国民航机场建设集团公司规划设计总院 北京市 100101<<上接93页Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 95被动声纳方式下。

当发现目标并分析出了目标的大概方位,声纳的工作方式改为主动声纳模式来获得目标进一步的精确信息。

这种工作方式灵活的适应战场勘察的需要,在获取信息的过程中又能保证不提早暴露自身。

声纳技术的发展已有一百多年的历史,声纳目标自动识别技术也取得了极其重大的进展。

但同时,也应该充分认识到,声纳目标由于种类多样环境复杂,识别本身具有十分复杂的特性,当前取得的成就还只是比较基础的。

目标识别技术的发展需要理论结合实际的试验,但由于海洋环境的复杂性一些处理结果是在样本的种类和数量不足的前提下得出的,具有片面性,新型目标日新月异样本尤为缺乏。

这样的前提下导致一些分类方法即使样本增加的同时性能也无法提升。

另一方面世界各国在军事中也大面积采用了船舰减噪的技术,也出现了类似安静型的水下目标。

研究低信噪比条件下怎样提高目标识别技术的性能就变的非常重要;对于声纳的探测能力、识别能力的要求将变得愈来愈高,对于目标识别技术的准确程度要求也是极高的。

但是,当前的声纳目标自动识别系统还只能作为声纳决策的辅助系统来使用,这些问题的解决将变得永无止境,探测与反探测的竞赛将一直进行下去,促进目标识别技术不断提高不断发展。

未来的声纳目标识别技术可预见的将会在现有的方法理论基础上进一步拓展,结合多学科,多方向,多领域进行延伸。

只有将分类技术当做重点来研究才有可能将分类系统的学习、识别能力提高,进而提高系统的可靠性和准确率。

分几点来讲,一方面要提高声纳装备各部分技术的性能吸收新理论、新成果精简技术精要,丰富适应性,提高识别度;另一方面将各分技术进行整合研究,将各部分组合为一个有机整体,充分挖掘各部分结构间的工作潜力。

2 声纳目标识别技术的发展方向2.1 模块化提高可靠性将系统模块化可以通过将整体细分来缩短研制的周期同时也减少了研究经费、更使设备拥有了良好的互换性和扩展性。

现有的声纳装备以及未来声纳装备的设计中,采用大量的标准化的模块式结构将成为势不可挡的趋势。

而评估声纳装备性能的重要因素可靠性以及在使用过程中故障的可维修性是相得益彰的。

随着声纳装备制作工艺的进一步提高,各模块的合理配置,模块化后的识别系统将具有更高的可靠性和模块替换性,进一步增加单次使用寿命,缩短维修时间。

2.2 系统化、综合化发挥优势在军事应用中,军舰与潜艇基本都由数个声纳配合工作组成声纳系统。

对多组声纳装备进行统一的操控、管制、再将所有设备采集到的集中处理、显示是当今声纳发展的主要方向。

在现代化海战中,发挥出声纳系统的整体优势,多信号、多方式、多途径、所有传感器探头、终端以及各种辅助手段协调配合综合协作,已经可以构成具有探测、跟踪、侦察、导航等多功能全方位的作战系统。

声纳装备的性能将会继续朝着系统化、综合化和自适应化的方向逐步发展。

2.3 新材料水听器传统的声纳基阵水听器采用压电陶瓷作为主要材料,每次新型材料高性能的材料出现势必会大幅度提升声纳的工作性能,目前较为新型的材料是压电聚合物及光纤。

压电聚合物又称有机压电材料,其材质柔韧密度和阻抗低的优良特性,使其在水声测量中获得广泛应用。

光纤材料充当水听器的试验研究有着较完备的研究,技术逐步成熟,已在水下固定式水听器和拖曳线列阵声纳的水听器上有广泛的应用。

2.4 识别控制智能化计算机技术的飞速发展芯片技术的突飞猛进,人工智能的研究已经成为最前沿,最先进的科技发展方向。

声纳的相关研究也得了很多突破性进展。

用计算机模拟声纳工作的全流程,不断优化其各项功能和流程,使其性能得到大幅度提高。

尤其是如今各先进海军国家配备的声纳设备中,计算机控制的数字化声纳被广泛应用。

取得了令世人瞩目的进展的神经网络研究,将计算机技术和信号处理相结合,使得声纳智能化存在在不久的将来即迎来突破性进展的可能,届时多声纳系统不仅将实现智能化信息处理、决策、资源分配,诸如样本信息收集存贮等现阶段存在局限性的功能研究将可能实现自动化智能化,声纳目标识别由于智能系统的不断自我学习自我进化,性能也将有翻天覆地的提升。

3 总结世界各强海上军事国家为提高声纳技术和装备性能都投入了大量的人力、财力和物力,更突显了声纳在海军装备技术中的战略高度和重要地位。

现代声纳技术不断吸取各学科、各种理论、各领域的最新研究及最新成果,才能更精确的掌握海洋声学环境的物理特征,将已有声纳系统知识和基础进一步的提高。

声纳识别系统性能的提升才会指日可待。

参考文献[1]戴亮.声纳技术的现状与发展[J].科技经济场,2007.[2]崔峰.现代声纳技术[J].国防技术基础,2005,(02).[3]朱成海,蔡云祥.潜艇规避被动非定向声纳浮标搜索方法研究[J].声学与电子工程,2009(1):31-33.[4]刘伯胜,雷家煜.水声学原理[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2006.[5]于源,鄢社锋,侯朝焕.混响背景下主动探测声纳性能预报[J].鱼雷技术,2011,19(3):192-194.作者简介孙鹏程(1991-),男,江苏省南通市人。

上海船舶电子设备研究所工作。

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