声波在水中的传播特性和水中目标探测的研究-南京理工大学紫金学院
水下声纳技术在海洋探测中的应用研究
水下声纳技术在海洋探测中的应用研究在广袤无垠的海洋世界中，水下声纳技术宛如一双敏锐的“眼睛”，为我们揭开海洋深处的神秘面纱。
它作为一种重要的海洋探测手段，正发挥着日益关键的作用，为海洋科学研究、资源开发、国防安全等众多领域提供了宝贵的数据和信息。
声纳，全称为“声音导航与测距”，其工作原理基于声波在水中的传播特性。
当声源发出声波后，声波会在水中向前传播，遇到物体时会发生反射。
声纳系统通过接收这些反射波，并对其进行分析和处理，就能够获取关于目标物体的位置、形状、大小、速度等重要信息。
在海洋探测中，水下声纳技术的应用十分广泛。
其中，海洋地质勘探是一个重要的方面。
通过声纳技术，我们可以对海底地形进行精确测绘，了解海底山脉、海沟、大陆架等地质结构的分布和特征。
这对于研究地球的地质演化历史、寻找矿产资源以及评估海洋地质灾害风险都具有重要意义。
例如，在石油和天然气的勘探中，声纳可以帮助确定海底地层的结构和储油储气层的位置，为能源开发提供有力的支持。
海洋生态环境监测也是水下声纳技术的重要应用领域。
它可以用于监测海洋生物的分布和活动情况。
不同种类的海洋生物具有不同的声学特征，声纳系统能够识别这些特征，从而对海洋生物的种类、数量和行为进行研究。
这对于保护海洋生态平衡、制定渔业政策以及评估海洋生态系统的健康状况都具有重要的指导作用。
此外，声纳还可以监测海洋中的污染物分布，为海洋环境保护提供依据。
在海洋工程建设中，水下声纳技术同样不可或缺。
在港口建设、桥梁修建、海底电缆铺设等工程中，需要对海底基础进行详细的勘察。
声纳技术能够帮助工程师了解海底的地质条件，为工程设计和施工提供准确的数据，确保工程的安全和稳定。
例如，在跨海大桥的建设中，声纳可以探测到海底的岩石分布和水流情况，帮助设计人员优化桥墩的位置和结构，提高桥梁的抗风、抗震能力。
水下考古也是水下声纳技术大显身手的领域之一。
在古代，由于各种原因，许多船只沉没在海底。
声纳技术可以快速扫描大面积的海底区域，发现沉船等遗迹的位置和轮廓。
声波在水中传播特性研究
声波在水中传播特性研究水，作为地球上最常见的物质之一，不仅孕育了生命，还在声音的传播中扮演着独特的角色。
声波在水中的传播特性与在空气中有很大的不同，这些特性对于水下通信、海洋勘探、声纳技术等众多领域都具有重要的意义。
声波是一种机械波，它的传播需要介质。
在水中，声波的传播速度比在空气中快得多。
这是因为水的密度比空气大，分子之间的相互作用更强，使得声波能够更迅速地传递能量。
一般来说，在 20 摄氏度的海水中，声波的传播速度约为 1500 米每秒，而在同样温度的空气中，声波的传播速度只有约 340 米每秒。
声波在水中传播时，其衰减程度也与在空气中不同。
水中存在着各种杂质、浮游生物以及温度、盐度的差异，这些都会导致声波能量的损失。
相比之下，纯净的水对声波的吸收相对较小，但实际的海洋环境往往是复杂多变的。
温度的变化会引起水的密度和声波传播速度的改变，从而影响声波的传播路径。
盐度的不同也会产生类似的效果。
此外，水中的浮游生物和杂质会散射声波，使得声波在传播过程中逐渐减弱。
声波在水中的传播方向也会受到多种因素的影响。
例如，海洋中的水流运动会使声波发生折射，改变其传播方向。
海底地形的起伏和不均匀性也会导致声波的反射和散射。
在深海中，由于水压的增加，声波的传播特性还会发生进一步的变化。
为了更深入地研究声波在水中的传播特性，科学家们采用了各种实验方法和技术手段。
例如，通过在实验室中模拟不同的水环境，测量声波的传播速度、衰减系数等参数。
在实际的海洋环境中，则利用声纳设备进行实地测量和观测。
在水下通信领域，了解声波在水中的传播特性至关重要。
通过合理地选择声波的频率、功率和发射方式，可以提高通信的质量和距离。
对于海洋勘探来说，利用声波的反射和散射特性，可以探测海底的地形、地质结构以及寻找水下的资源。
声纳技术则广泛应用于船舶导航、水下目标探测和军事领域。
然而，尽管我们对声波在水中的传播特性已经有了一定的了解，但仍有许多未知的领域等待探索。
声波在水中传播特性研究
声波在水中传播特性研究声波是一种机械波，是由物体振动引起的。
声波在不同介质中传播时，会受到介质性质的影响。
本文将探讨声波在水中传播的特性。
一、声波传播的基本原理声波是由物体振动产生的机械波，它通过介质的分子之间的相互作用传播。
在水中，声波的传播速度相对较快，约为1500米/秒。
声波在水中的传播是通过分子的相互碰撞和传递振动能量来实现的。
二、声波在水中的传播特性1. 衰减特性声波在水中传播时，会受到衰减的影响。
这是因为水分子之间的摩擦和分子的散射会使声波逐渐减弱。
随着传播距离的增加，声波的振幅会逐渐减小，直到消失。
2. 折射特性当声波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。
在水中传播的声波遇到水面时，会发生折射，改变传播的方向。
这是因为水的密度和声速与空气不同，导致声波传播速度发生变化。
3. 反射特性声波在水中传播时，遇到障碍物或水面时会发生反射。
反射使声波的传播方向改变，并且一部分能量被反射回来。
这种特性在声纳和声波测深仪等水下设备中得到广泛应用。
4. 散射特性声波在水中传播时，会遇到水分子、悬浮物等障碍物。
这些障碍物会使声波发生散射，即改变传播方向。
散射现象对于声纳成像和水下通信等应用具有重要意义。
三、声波在水中的应用声波在水中的传播特性使其在许多领域得到广泛应用。
1. 声纳成像声波在水中传播时，可以通过反射和散射现象实现对水下物体的成像。
声纳成像技术在海洋勘探、水下考古等领域有着重要的应用。
2. 水下通信声波在水中传播时，可以作为一种有效的通信手段。
声波通信可以在水下传输声音、数据等信息，广泛应用于水下无线通信、水下测距等领域。
3. 声波测深声波在水中传播的速度是已知的，因此可以利用声波的传播时间来测量水深。
声波测深仪是一种常用的测量水深的设备，广泛应用于海洋测量和水下建筑等领域。
4. 生物声学研究声波在水中传播时，会对水中生物产生影响。
生物声学研究利用声波的传播特性来研究水中生物的行为、迁徙等现象，对于生态环境保护和生物资源开发具有重要意义。
水下声波通信技术原理及其在海洋勘探中的应用
水下声波通信技术原理及其在海洋勘探中的应用水下声波通信技术是一种在水下环境中传输信息的重要技术手段。
声波在水中传播的速度较快，传输距离较远，因此被广泛应用于海洋勘探领域。
本文将介绍水下声波通信技术的原理，以及其在海洋勘探中的应用。
水下声波通信技术的原理主要基于声波在水中的传播特性。
声波是机械波的一种，通过分子间的振动传递能量。
在水中，声波传播速度约为1500米/秒，相比于空气中的声波传播速度快了近4倍。
这种特性使得水下声波通信成为了一种有效的水下信息传输手段。
水下声波通信技术的基本原理是利用发射器将声波信号转化为水下的压力波，然后再通过接收器将压力波转化为电信号，实现信息的传输。
发送端将待传输的信息通过模拟或数字信号转化为声波信号，并通过发射器将声波信号传播到水中。
接收端通过接收器接收到声波信号，并将其转化为电信号以供解读。
在海洋勘探中，水下声波通信技术有着广泛的应用。
首先，声波通信可以用于海洋观测。
研究人员可以通过在海洋中布设传感器网络，利用水下声波通信技术实现对海洋环境的实时监测。
这种海洋观测手段可以提供有关海洋生态系统、变化趋势和海洋资源的重要信息，对海洋保护和资源利用具有重要意义。
其次，水下声波通信技术可以应用于海底勘探。
海底勘探是对海底地质结构和资源进行调查的重要环节。
传统的海底勘探方法主要依赖于声纳技术，但其分辨率较低，且受到水下环境的限制。
而水下声波通信技术可以通过发送特定频率的声波信号，借助接收端接收反射回来的声波信号，从而获取对海底地质结构的高分辨率图像。
这种高分辨率的探测手段可以帮助研究人员更好地了解海底的地质构造和资源分布，为海底勘探提供更为精确的数据。
此外，在海洋资源开发中，水下声波通信技术也起到了重要作用。
在海洋油气勘探中，水下声波通信技术可以用于油气田的数据传输与监测。
声波传感器可以监测油气井中的压力、温度等参数，并将这些数据通过水下声波通信技术传输到接收端进行处理分析。
声波在水体中的传播特性与影响因素
声波在水体中的传播特性与影响因素嘿，咱们今天来聊聊声波在水体中的那些事儿！你知道吗，有一次我去海边度假，那是一个阳光灿烂的日子，大海在阳光的照耀下波光粼粼。
我站在沙滩上，听着海浪拍打着岸边，发出阵阵轰鸣声。
就在那个瞬间，我突然想到了声波在水体中的传播，这看似平常的海浪声背后，其实隐藏着许多有趣的科学知识。
先来说说声波在水体中的传播特性吧。
声波在水里传播的时候，那速度可比在空气中快多啦！就好像一个短跑健将在水里能跑得更快一样。
为啥呢？因为水的密度比空气大得多，这就使得声波能更快地传递能量。
想象一下，声波就像一个小信使，在水里它能更轻松地“跑”过一段距离，把信息传递出去。
而且呀，声波在水体中的传播衰减相对较小。
这意味着什么呢？比如说，你在陆地上喊一嗓子，声音可能传不了多远就变得很微弱了，但是在水里，声波能保持相对较强的能量，传播得更远。
这就好像一个充满电的电池，在水里能使用更长的时间。
再说说影响声波在水体中传播的因素。
水温就是其中一个重要的家伙。
水温高的时候，水分子就活跃得像一群调皮的孩子，声波传播起来就更顺畅；水温低呢，水分子就变得有点“懒洋洋”的，声波传播就会受到一定的阻碍。
我还记得有一次在水族馆里，工作人员给我们讲解，说不同水温区域的鱼类，它们感知声波的方式也会有所不同。
水的盐度也是个关键因素。
海水的盐度比淡水高，这会让声波传播的速度和特性发生变化。
就好像在不同的道路上跑步，有的路平坦好跑，有的路崎岖难行。
在盐度高的海水中，声波就像是在一条相对平坦的大道上奔驰；而在淡水环境里，可能就像是跑在有点坑洼的小路上。
还有水深呢！浅水区和深水区对声波的传播影响可大了。
在浅水区，声波可能会不断地反射和折射，就像一个弹球在一个小盒子里蹦来蹦去；而在深水区，声波就能更自由地传播，像一只飞鸟在广阔的天空中翱翔。
另外，水体中的杂质和气泡也会对声波传播产生影响。
杂质就像是路上的绊脚石，会阻碍声波的前进；气泡呢，则像一个个小陷阱，让声波的能量被吸收掉一部分。
声学中的水声探测技术及应用研究
声学中的水声探测技术及应用研究引言：水声探测技术是一种利用声波在水中传播的特性来获取信息的技术，广泛应用于海洋石油勘探、水下通信、海洋生态环境研究等领域。
本文将从物理定律到实验准备和过程进行详细解读，并探讨其在应用和其他专业性角度的研究。
一、声学定律的应用：在水声探测技术中，最基本的物理定律包括声速、声强和声级。
声速是指声波在介质中传播的速度，与介质的属性密切相关。
水声探测技术中，研究声速的测量方法对于纠正定位误差和精确探测目标位置至关重要。
声强是指声波的能流密度，通过测量声波的声压来获得。
在水声探测技术中，声强的测量用于判断目标的远近和探测的效果。
声级是一种描述声波强度的单位，通常用在声波信号的测量和分析中。
二、实验准备：在进行水声探测技术的实验之前，需要准备一系列的实验设备。
首先是水声发射器和接收器，它们分别负责产生和接收声波信号。
其次是数据采集系统，用于记录和分析接收到的声波信号。
最后是传感器和探测器，用于测量和记录物理量，如压力、声波的频率和强度等。
同时，还需要进行场地准备，根据实验需求选择合适的水体环境，并保证实验场地的无干扰环境。
三、实验过程：1. 实验目标确定：根据具体的应用需求，确定实验的目标，如水下通信中的数据传输速率测试，海洋石油勘探中的定位和探测目标等。
2. 实验设计和参数设置：根据实验目标，设计合理的实验方案，并设置相应参数，如声频范围、信号频率、声源和接收器的位置等。
3. 发射声波信号：通过水声发射器产生声波信号，并控制信号的强度和频率。
信号的强度和频率与目标物的位置和性质有关。
4. 接收声波信号：使用水声接收器接收声波信号，并将其转化为电信号经过放大等处理，方便后续数据采集和分析。
5. 数据采集和分析：利用数据采集系统收集接收到的声波信号，并利用相应的分析方法，如频谱分析、波形分析等，对数据进行处理和分析。
6. 结果评估和优化：根据实验结果，进行结果评估和优化，进一步改善实验方法和参数设置，以提高水声探测技术的准确性和可靠性。
水下声学探测的实验研究与应用
水下声学探测的实验研究与应用水下声学探测，这可是个相当有趣又充满神秘色彩的领域！想象一下，在深邃的海洋或者广阔的湖泊中，有一种神奇的力量能够帮我们“听”到隐藏在水下的秘密，这就是水下声学探测。
我记得有一次去海边度假，那天阳光正好，微风不燥。
我站在沙滩上，望着那片一望无际的蓝色海洋，心中充满了好奇和向往。
远处，一艘科考船缓缓驶过，那一瞬间，我突然想到了水下声学探测。
咱们先来说说实验研究这一块儿。
做水下声学探测的实验可不像在实验室里摆弄那些瓶瓶罐罐那么简单。
得准备各种各样复杂的设备，比如高精度的水听器、功率强大的声源，还有一堆用于数据采集和处理的仪器。
就拿水听器来说吧，这玩意儿就像是水下的“耳朵”，但它可比咱们的耳朵灵敏多了。
为了让它能准确地捕捉到水下的声音信号，得把它安装在合适的位置，角度、深度都有讲究。
有一回实验，因为安装的时候没注意角度，结果采集到的数据那叫一个乱七八糟，整个实验都得重新来过。
再说声源，这可是发出声音信号的关键。
有的声源能发出单一频率的声音，有的则能发出多种频率组合的复杂声音。
选择什么样的声源，得根据具体的探测目标和环境来决定。
有一次，为了模拟一种特殊的水下环境，我们特意选用了一种低频大功率的声源，那声音一发出，感觉整个水池都在震动。
在实验过程中，数据采集和处理也是至关重要的环节。
采集到的数据就像是一堆杂乱无章的拼图碎片，得通过各种算法和软件把它们拼凑成一幅完整清晰的图像。
有时候，为了处理那些海量的数据，电脑都得“累”得发烫。
说完实验研究，咱们再聊聊水下声学探测的应用。
它在海洋地质勘探方面可是大显身手。
通过探测海底地层反射回来的声音信号，地质学家们能够了解海底的地质结构，寻找石油、天然气等宝贵的资源。
想象一下，在茫茫大海底下，靠着声音就能找到那些隐藏的宝藏，是不是很神奇？在海洋生态研究中，水下声学探测也功不可没。
它可以用来监测鱼类的活动，了解它们的迁徙规律和群体行为。
研究人员通过分析鱼类发出的声音，就能知道它们在哪里、在干什么。
水下声学监测系统的设计与实现研究
水下声学监测系统的设计与实现研究一、引言在当今的科技领域，水下声学监测系统扮演着至关重要的角色。
无论是海洋资源的勘探、水下环境的监测，还是军事领域的应用，都离不开高效、精准的水下声学监测技术。
本文将深入探讨水下声学监测系统的设计与实现，旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
二、水下声学监测系统的原理水下声学监测系统的工作原理基于声波在水中的传播特性。
声波在水中能够传播较远的距离，且其传播速度、频率、振幅等参数会受到水的温度、盐度、深度等因素的影响。
当声源发出声波后，这些声波会在水中传播，并在遇到物体时发生反射、折射和散射。
监测系统通过接收这些反射、折射和散射的声波，并对其进行分析处理，就能够获取到关于水下物体的位置、形状、运动状态等信息。
三、系统设计的关键要素（一）传感器的选择传感器是水下声学监测系统的核心部件之一。
在选择传感器时，需要考虑其灵敏度、频率响应范围、指向性等特性。
例如，压电陶瓷传感器具有较高的灵敏度和较宽的频率响应范围，常用于水下声学监测系统。
（二）信号处理算法接收到的声学信号往往包含大量的噪声和干扰，因此需要采用有效的信号处理算法来提取有用的信息。
常见的信号处理算法包括滤波、傅里叶变换、小波变换等。
（三）数据采集与存储为了保证监测数据的完整性和准确性，需要设计高效的数据采集系统，并选择合适的数据存储方式。
高速 ADC 芯片能够实现快速的数据采集，而大容量的硬盘或固态硬盘则可以满足数据存储的需求。
（四）系统的防水与抗压设计由于系统需要在水下工作，因此必须具备良好的防水和抗压性能。
这就要求在系统的外壳设计、密封工艺等方面进行精心的设计和处理。
四、系统的硬件实现（一）传感器模块传感器模块通常由多个传感器组成阵列，以提高监测的精度和范围。
这些传感器通过电缆与后续的信号处理电路相连。
（二）信号处理电路信号处理电路主要包括前置放大器、滤波器、模数转换器等。
前置放大器用于将传感器输出的微弱信号进行放大，滤波器用于去除噪声和干扰，模数转换器则将模拟信号转换为数字信号，以便后续的数字处理。
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声波在水中的传播特性和水中目标探测的研究姓名：刘乂爻天单位：南京理工大学紫金学院摘要：1912年4月19日，英国刚刚研制成功的一艘14000吨级的新邮轮“巨人号”，在加拿大纽芬兰岛南部海域被一座浮动冰山撞沉。
结果1500余人遇难。
在第一次世界大战期间，德国人利用新发明的U型潜艇，击沉了大量协约国的军舰和商船。
两件重大事件促使科学家、发明家对声纳的研制和改进加快了进程。
声纳的用途十分广泛。
在军舰、潜艇、反潜飞机上安装声纳之后，可以准确确定敌方舰艇、鱼雷和水雷的方位。
同时，它还能区别前方的目标是鲸鱼还是潜艇，是敌方潜艇还是我方潜艇呢。
在民用方面，可以使轮船在黑夜和雾天航行时及时发现前方的船只或暗礁；可以告诉渔民哪儿有鱼群；还可以用来研究海洋地质，搜寻海下沉船，进行水下通信联系等等。
关键词：声纳组成和工作原理简史现状发展趋势英文翻译：Acoustic wave propagation in the water and the water target detection researchName: Liu Yi Yao Tian Units: College of Nanjing University of Technology and Engineering ZijinAbstract:April 19, 1912, the United Kingdom has just been successfully developed a new 14,000-ton cruise "giant" in the southern island of Newfoundland, Canada, was a sea of floating iceberg sank. Results More than 1,500 people died. During the First World War, the German use of the new invention of the U-shaped submarine to sink a lot of Xiediguo warships and merchant ships. Two major events prompted scientists, inventors of the sonar in the development and expedite the process of improving. Sonar uses very wide-ranging. In warships, submarines, anti-submarine sonar installed on the aircraft, can be accurately determined enemy ships, torpedoes and mines position. At the same time, it can also distinguish between the target is a whale in front of the submarine or is our enemy submarines or submarine it. In the civil context, will enable vessels navigating in the darkness and fog at the time found in front of the vessel or reefs; can tell fishermen where there are fish, but also can be used to study the marine geology and search under the sea shipwrecks, underwater communication links etc..Key words: sonar composition and working principle history Status Quo Development Trend正文：作为弹性波的声波在水中传播具有损耗小、传播距离较远的优点，所以声纳已成为海洋开发和研究中不可缺少和行之有效的探测设备．但根据海洋声学的基本特性，海水中声波的传播速度受海水的温度、盐度和水压等环境因素影响较大，这对声纳探测，特别是测深的影响非常大，它直接改变海水中声波传播轨迹：声速变化为正梯度时，水下声源发出的声线向海面弯曲；声速变化为负梯度时，声线向海底方向弯曲。
线轨迹改变的大小程度受声速梯度分布影响很大。
由于海洋介质的不均匀性和多变性导致声速分布规律非常复杂，所以声波在海洋中的传播规律不仅取决于海洋的边界条件,海水的温度、盐区分布，海水中含有成分变化等等，而且还受到海洋动力因素和时空变化的制约．这样声纳在进行水下探测时，有时会造成较大的定位和方向偏差；再者海洋环境中存在复杂的噪声，除了海洋介质本身运动的发声外，还包括大部分海洋生物发出的声音，对探测造成极大的干扰．这些干扰不仅覆盖了整个声波频段，而且波形从脉冲波到正弦波都有，其分布是无规律的．由于海洋中声波的长距离传播能力，各种噪声都会对声纳探测构成干扰，使之难以捕获和辨认目标，特别是小目标．另外，声波传输在通过大气一水界面对反射损耗大，在直接二维成像方面也存在难以克服的缺陷.目前正在研究的成像产纳只能利用阴影方式对目标轮廓进行粗略估算．所以利用其他手段(如电磁波)来弥补声纳探测的不足成为完善水下目标探测系统研究的重要课题，蓝绿光在水中的光谱透射使得光波成为水下探测的—·种新手段。
光波与声波相比．由于在水介质中的散射大，传播距离要短得多，但在其他方面弥补了声波的不足．首先，在水中光速受温度和盐度变化的影响较小，所以探测方向性好，定位较准确；同时根据电磁波成像的衍射理论，光波具有能直接二维强度成像、多光谱摄像以及图像分辨率高等特点，这对于自动、快速识别目标具有重要意义．特别是激光问世后，其亮度高、脉冲短、清晰度高等优点用于水下目标，特别是小目标，如水雷等的探测，可以获得声纳难以实现的成像、测距和定位效果；另外，激光的高亮度使得生物光和其他海洋光噪声均可以被有效滤除；激光的相干和偏振使制作两维空间滤波器成为可能，这种滤波器可用来提高图像衬比度及探测信噪比；作为系统载体方式来说，在空气一水界面传播时的高透过率和高清晰度也使得激光不仅在水下探测，而且在机载或星载(空对水)探测中都具有广泛的应用。
被动式声纳(噪声声纳)，主要由换能器基阵（由若干换能器以一定规律排列组合而成）、接收机、显示控制台和电源等组成。
当水中、水面目标(潜艇、鱼雷、水面舰船等)在航行中，其推进器和其他机械运转产生的噪声，通过海水介质传播到声纳换能器基阵时，基阵将声波转换成电信号传送给接收机，经放大处理传送到显示控制台进行显示和提供听测定向(图1）。
早期的噪声声纳搜索目标和测定目标方位，主要是转动换能器基阵对准目标，以最大定向法来完成；近代噪声声纳则由基阵和波束形成电路预成波束来自动完成。
现代噪声声纳除完成对目标测向外，还能根据噪声目标的频谱特征等判明其性质和类型；噪声测距声纳还可对目标进行被动测距。
主动式声纳（回声声纳），主要由换能器基阵、发射机、接收机、收发转换装置（用于收发合一的基阵）、终端显示设备、系统控制设备和电源等组成。
在系统控制设备的控制下，发射机产生以某种形式调制的电信号，经收发转换装置送到换能器基阵，由换能器将其变换成声能向水中辐射；同时，信号的部分能量被耦合到接收机作为计时起始(距离零点)信号。
当声波信号在传播途中遇到目标时，一部分声能被反射回换能器再转换成电信号，经收发转换装置送入接收机进行放大处理，送到终端显示设备供观察和听测(图2)。
1490年，意大利人达·芬奇最早记述了把两端开口的长管插入水中听测远处航船的方法。
后人把这种传声管称为“芬奇管”。
在第一次世界大战中，人们把“芬奇管”发展成为由两组多管组成的水中听音器，以双耳效应法测定目标方位，其测向精度达±0.5度，但距离很近。
有一种称为“鳗”的多管线列阵系统，可拖曳在船尾，供任何一种舰船拖带和测听。
据统计，在这次大战中，约有3000艘舰艇装备此类空气管水听器，以对付水下航行的潜艇。
19世纪末，发现了声电转换材料;20世纪初，又发明了真空管，成为声纳发展的基础。
1916年，法国物理学家P.郎之万利用电容发射器和炭粒微音器开始作回声声纳实验；1918年，他用石英换能器和真空管放大器组成的探测器，收到了潜艇的回波，探测距离达1500米，这是最早出现的实验性近代回声声纳。
与此同时，英国由R.W.博伊尔领导的名为“ASDIC”的研究小组，利用石英换能器和真空管放大器进行对潜艇探测的研究也取得了成功。
1935年前后，比较符合实战要求的声纳开始投入生产，到第二次世界大战爆发时，已有许多舰艇装备了声纳。
据统计，在这次大战期间被击沉的潜艇中，有60％是由声纳发现的。
从20世纪50年代中期起，由于核动力潜艇的发展和水中武器性能的提高，电子技术、水声工程和水声物理学方面出现了新的研究成果，使声纳的发展进入现代化阶段。
其主要标志是：①比较普遍地采用低声频、大功率和信号数字处理技术，综合利用声波在水中传播的新途径，采取降低舰艇噪声等措施，使声纳的探测距离比40～50年代提高了10～30倍。
②利用多元式基阵和数字多波束电子扫描技术，实现了对目标水平全向或三维空间的快速扫描搜索，并具有同时搜索跟踪多个目标的能力和较高的定位精度(方位精度±0.25°～±1°，距离精度±1％～±5％，俯抑精度小于±1°）。
③采用识别声纳或通信声纳的编码识别装置，解决了对水下目标的主动识别，并正在发展被动识别技术。
④拖曳式声纳（变深声纳）有了较大的发展，使水面反潜舰艇在恶劣海况和不良水声传播条件下，能有效地实施对潜搜索和攻击。
⑤采用被动式噪声测距，提高了潜艇隐蔽攻击的能力。
⑥利用数字计算机技术和系统工程学的研究成果，单功能声纳已发展为多功能或综合性的声纳系统，使基阵得到综合利用并实现多部声纳的综合控制或集中操纵。
⑦声纳同携载平台的其他传感探测设备、水中武器、导航等系统紧密结合，提高了舰艇、飞机对水中目标搜索识别和攻击的效能;同时，还发展了专用于探测水雷、水声侦察和干扰、对鱼雷警戒和诱骗的水声设备。
发展镶贴式基阵声纳、拖曳线列阵声纳、光纤水听器和光学声纳，研究水声信号处理新技术，进一步降低舰艇噪声和加强对各类水声信道的主动利用。