三型高频声呐的关键技术与发展趋势
2022-2028全球与中国合成孔径声呐系统市场现状及未来发展趋势
智研瞻产业研究院专注于中国产业经济情报及研究，目前主要提供的产品和服务包括传统及新兴行业研究、商业计划书、可行性研究、市场调研、专题报告、定制报告等。
涵盖文化体育、物流旅游、健康养老、生物医药、能源化工、装备制造、汽车电子、农林牧渔等领域，还深入研究智慧城市、智慧生活、智慧制造、新能源、新材料、新消费、新金融、人工智能、“互联网+”等新兴领域。
产品定义及统计范围合成孔径声呐，一种新型的二维成像声纳。
它的工作原理与合成孔径雷达相似，利用匀速直线运动的声基阵，形成大的虚拟（合成）孔径，以提高声纳横向分辨率。
具有横向分辨率与工作频率和距离无关的优点、其分辨率比常规侧扫声纳高1~2个量级。
合成孔径声呐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声呐合成孔径声呐原型机并进行了海上试验。
合成孔径声呐的研究起源于五十年代末期，但直到八十年代以后，声呐合成孔径声呐的研究才逐步全面展开。
声呐合成孔径声呐是一种新型高分辨水下成像声纳，合成孔径雷达原理推广到水声领域，就出现了合成孔径真纳。
其基本愿理是利用小孔径基阵的移动,通过对不同位置接收信号的相关处理，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。
从理论上讲，这种分辨力和探测距离无关。
直观地说，距离越大，合成孔径长度就越长，合成阵的角分辨率就越高，从而抵消了距离增大的影响，保持了分辨力不变。
但声呐合成孔径声呐作为一种水下成像设备，受水下复杂条件的影响，有不同于合成孔径雷达的特点。
首先是声传播信道的非理想性比合成孔径雷达中电磁波传播的严重;其次是声纳拖体的运动稳定性比合成孔径雷达要差得多;再者因为声速大大低于电磁波在空间的传播速度，从而大大限制了拖体运动的速度;最后由于声纳中常采用宽带信号而使雷达中的一些窄带信号处理方法在声呐合成孔径声呐中不再适用，需对己有的算法进行改进或研究新的算法。
国外拖曳线列阵声纳技术现状与发展趋势
国外拖曳线列阵声纳技术现状与发展趋势
拖曳线列阵声纳技术是一种常见的海洋声学探测技术，它可以用于获取海洋中目标的声波信号。
其基本原理是在船舶尾部拖曳一根长达数千米的线缆，线缆上安装着多个声纳阵列，利用声纳阵列接收回波信号并进行处理，以获取目标的位置、形态等信息。
在国外，拖曳线列阵声纳技术已经得到广泛应用，并且得到了持续的发展。
以下是该技术的现状和发展趋势：
1.增强信号处理能力：随着计算机技术的不断发展，拖曳线列阵声纳的信号处理能力越来越强，可以处理更加复杂的信号和海底结构。
2.提高测量精度：拖曳线列阵声纳技术不断提高测量精度，可以实现对海底目标的高精度探测和测量。
3.增加探测深度：通过改进声纳传感器的设计和加强信号处理能力，拖曳线列阵声纳技术可以实现更深层次的海洋探测，可以对更深的海底结构进行观测和研究。
4.多源协同探测：为了提高探测效率和精度，拖曳线列阵声纳技术也开始采用多源协同探测技术，将多个声纳阵列联合使用，实现更加全面、深入的海洋探测。
5.智能化和自主化：随着人工智能技术的发展，拖曳线列阵声纳技术也越来越趋向智能化和自主化，可以实现自
动化的数据采集、处理和分析，提高探测效率和准确性。
总的来说，拖曳线列阵声纳技术在国外已经得到广泛的应用和发展，未来还将继续向更高精度、更深层次、更智能化和自主化的方向发展。
无人水下航行器声呐装备现状与发展趋势
无人水下航行器声呐装备现状与发展趋势无人水下潜航器（UUV）最早出现于20世纪60年代。
在发展初期，UUV主要用于深水勘探、沉船打捞、水下电缆铺设及维修等民用领域，后逐步扩展应用于水下声源探测、协助潜艇深水避雷、港口战术侦察等军事领域。
近十几年来，随着平台、推进器、导航、控制系统以及传感器技术的发展，加上现代战争追求人员零伤亡的理念，UUV的军事应用得到高度重视，其在水下侦察、水下通信和反潜、反水雷作战、信息作战等领域的应用得到了空前发展。
美国国防部于2007～2013年间前后发布了4版《无人系统（一体化）路线图》，其中针对UUV的4个级别将任务按优先级扩充为17项，如表1所示：美海军于2000年和2004年分别发布两版《海军无人水下潜航器总体主规划》，将UUV（不分级别）的任务按优先顺序归纳为9类：①情报/监视/侦察（ISR）；②水雷对抗（MCM）；③反潜战（ASW）；④检查/识别；⑤海洋调查；⑥通信/导航网络节点（CN3）；⑦载荷投送；⑧信息作战；⑨时敏打击。
不论是《海军无人水下潜航器总体主规划》，还是《无人系统（一体化）路线图》，这几版文件中对于所有级别的UUV，情报/监视/侦察（ISR）、检查/识别和水雷对抗（MCM）这3项任务的排序都十分靠前，这也印证了在当今复杂国际环境下美国海军对于这3项UUV任务执行的迫切需求。
UUV执行各项任务无一不需要声呐的配合，尤其是对于ISR、检查/识别和MCM，声呐性能的优劣，往往是任务完成度的决定性因素。
根据功能的不同，UUV声呐装备主要分为三大类：通信声呐、导航声呐和探测声呐，如图1所示。
通信声呐主要用于UUV与协同行动的其他UUV、母船（艇）或通信浮标之间的信息链接；导航声呐为UUV的安全航行和执行作业任务提供其位置、航向、深度、速度和姿态等信息；探测声呐主要用于警戒、探测、识别水中或沉底目标信息，对水下地形、地貌、地质进行勘察和测绘。
承担不同任务的UUV，应装备不同的声呐系统，声呐作为UUV完成使命任务的重要手段，已成为UUV装备发展的关键内容之一。
声纳技术的原理及应用
声纳技术的原理及应用一、声纳技术的基本原理声纳技术是利用声波在介质中传播的原理来实现远程探测和通信的一种技术。
声纳技术主要利用声波在水中传播速度较快的特点，通过发射声波信号并接收回波来实现海洋探测、水下通信、水下导航等应用。
二、声纳技术的工作原理声纳技术主要包括发射、传播和接收三个过程。
2.1 发射发射是指通过将电能转化为声能，使其转变为可传播的声波信号。
通常采用的方式是通过压电陶瓷等材料的振动来实现声波的发射。
发射器产生的声波信号通常是由脉冲信号组成的，可以通过调整频率和幅度来实现不同的探测目标和距离。
2.2 传播传播是指声波信号在介质中传播的过程。
声波在水中的传播速度通常为1500米/秒左右，但会受到水温、盐度等因素的影响而发生变化。
在传播过程中，声波会受到介质的衰减、散射和折射等影响，这些影响会导致声波的强度衰减和方向改变。
2.3 接收接收是指将传播中的声波信号转换为电信号的过程。
通常采用的方式是利用接收器中的压电陶瓷等材料将声波转化为电压信号。
接收器中的电路会放大和处理接收到的信号，然后将其输出到显示设备或存储设备上，以便进行分析和应用。
三、声纳技术的应用3.1 海洋探测声纳技术在海洋探测中发挥着重要作用。
利用声纳技术可以探测海洋中的水下地形、海底构造和海洋生物等信息。
声纳系统可以通过发射声波信号并接收回波来获取水下目标的位置、形状和运动状态。
海洋勘探、海底资源开发和海洋环境监测等领域都需要广泛应用声纳技术。
3.2 水下通信声纳技术还可以实现水下通信。
传统的无线电通信在水下传播会受到很大的阻碍，而声纳技术可以通过水中的声波传播来实现远距离的通信。
水下声纳通信可以用于海洋科学研究、水下作业和潜艇通信等领域。
声纳通信可以实现点对点的通信，也可以实现多个节点之间的网络通信。
3.3 水下导航声纳技术还可以用于水下导航。
通过发射声波信号并记录回波的时间差和强度变化，可以实现对水下目标的定位和导航。
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。
声呐技术的原理与应用
声呐技术的原理与应用1. 声呐技术的基本原理声呐技术是利用声波在介质中传播的原理来进行探测和测量的一种技术。
声波是一种机械波，其传播速度取决于介质的密度和弹性。
声波在水中传播的速度约为1500米/秒，而在空气中传播的速度约为340米/秒。
声呐系统主要由发射器和接收器两部分组成。
发射器通过震动装置产生声波信号，并将信号传播到介质中。
接收器则接收反射回来的信号，并将其转换为电信号进行处理和分析。
2. 声呐技术的应用领域2.1 水下探测与测量声呐技术在海洋勘探、水下测量和海洋生态监测等领域中具有广泛的应用。
通过声波的传播和反射，可以获取水下目标的位置、形状和性质等信息。
在海洋勘探中，声呐技术可以用于寻找沉船、海底矿藏和海底地形等。
在水下测量中，声呐技术可以用于测量海洋物理参数、海底地形和水深等。
在海洋生态监测中，声呐技术可以用于监测鱼群分布、海底生物和海岸线变化等。
2.2 水下通信与导航声呐技术在水下通信和水下导航领域也有着广泛的应用。
由于水中传播环境的复杂性，电磁波通信在水下的传输效果较差。
而声波具有较好的传播性能，因此可以利用声呐技术实现水下通信。
声呐技术还可以用于水下导航，在海洋中定位和导航船只、潜水器和水下机器人等。
2.3 鱼群探测与捕鱼声呐技术在渔业领域中应用广泛。
通过声波的传播，可以探测到水下鱼群的位置和数量等信息。
渔民可以根据这些信息来确定捕鱼的位置和方式，提高捕获效率。
此外，声呐技术还可以用于鱼群监测和资源评估，有助于科学管理渔业资源。
2.4 声纳反射成像声纳反射成像是声呐技术的一种应用形式。
通过发射声波信号，并接收反射回来的信号，可以获取目标物体的形状和位置等信息，从而实现对目标物体的成像。
声纳反射成像在水下探测、海底勘探和水下救援等领域中具有重要的应用价值。
3. 声呐技术的优点与挑战3.1 优点•声波的传播速度较快，传播距离较远，能够覆盖较大的范围。
•声波可以穿透水和一些固体物质，对于测量和探测来说具有较好的适应性。
基于声呐技术的水下探测与成像方法
基于声呐技术的水下探测与成像方法随着科技的不断发展，人们对于水下探测与成像技术的要求越来越高。
而声呐技术在这些领域中起到了至关重要的作用。
本文旨在介绍基于声呐技术的水下探测与成像方法，探讨其优缺点以及未来发展方向。
一、声呐技术的基本原理声呐技术是利用声波在水中传播的特性，探测水下物体并获取相关信息的技术。
其基本原理是利用声波在水中传播时与物体间的反射、透射、折射等现象，从而实现水下物体探测和成像。
声呐技术包括传统的单波束声呐和现代的多波束声呐，两者在应用场合和性能方面存在一定的差异。
二、基于声呐技术的水下探测方法1. 侧扫声呐侧扫声呐是一种广泛应用于水下测量的声学探测系统，它可以产生水下立体图像，对于水下环境的探测和成像非常有用。
侧扫声呐安装在船只上，通过发射声波，记录可达区域的反射信号，并根据反射信号重建水下物体的三维模型。
2. 雷达声呐雷达声呐是一种高频声波探测系统，主要用于水下目标的探测和识别。
雷达声呐工作时，通过向水下发射一定频率和强度的声波，并通过接受反射回来的信号来获取水下目标的位置、形状和特征等信息。
3. 声纳测深声纳测深是以声波反射原理为基础的一种水下测量技术，主要用于水深的测量和海底地形的探测。
通过测量声波从水面到海底并反射回来所花费的时间，并根据声波传播速度计算出水深，从而实现对水深的准确掌握。
三、基于声呐技术的水下成像方法1. 声频成像声频成像是一种利用声波反射成像的技术，主要用于海底沉积物、水下生态环境等方面的观测和研究。
声频成像器通过发射高频声波，记录回波信号，并利用这些信号生成高分辨率的声学图像，从而显示出水下物体的形状和结构。
2. 态勘探测态勘探测是一种利用声波散射成像的技术，主要用于水下建筑物、沉船、神秘物体等方面的探测和研究。
态勘探测器通过发射短脉冲声波，利用目标对声波散射的特性，实现对目标的探测和成像。
四、声呐技术的优缺点及未来发展方向1. 优点声呐技术具有探测距离远、精度高、响应速度快、成本低等优点，能够较好地满足水下探测与成像领域的需要。
3D声纳扫测在胜利油田海堤堤脚水下探测中的应用
3D声纳扫测在胜利油田海堤堤脚水下探测中的应用发布时间：2022-07-24T01:52:18.293Z 来源：《工程管理前沿》2022年第3月5期作者：荆波朱克海陈玉明杨建民曲志轩[导读] 建设在冲积平原上的海堤，其堤脚淘刷失稳是海堤破坏的主要风险之一荆波朱克海陈玉明杨建民曲志轩胜利油田分公司生产运行管理中心摘要建设在冲积平原上的海堤，其堤脚淘刷失稳是海堤破坏的主要风险之一，堤脚结构监测探测显得尤为重要。
鉴于三维声纳系统的技术优势，2021年我们将其应用于胜利油田海堤堤脚水下探测，效果显著。
本文主要就该技术工作原理、技术要点、应用范围、应用效果进行介绍。
应用效果表明，该系统适应含沙量大、能见度低的水域环境，成像速度快、图像分辨率高、能够准确展示海堤水下部分的三维结构，在水下工程建设保障、勘测检测、隐患排查等方面有广阔的的应用前景。
1 引言上世纪七十年代中期，胜利油田开始采取围海造陆的方式进行探海油田的开发，相继建设各类海堤160多公里，防御风暴潮袭击，保护着桩西、河口、孤东等滩海油田安全生产。
近半个世纪以来，伴随着自然环境变化、滩海石油开发、地方经济发展、黄河入海口治理以及黄河入海水沙量减少的进程，油田海堤运行环境及状态发生了很大变化，主要表现在海平面上升、地质沉降、滩地蚀退、堤前水深增加等，近堤水深以孤东北大堤为例，1985年孤东围堤建设时，堤前水深是0米，2018年最深时达-6.8米。
水深浪大，加剧了海堤的破坏，上世纪九十年代以来，油田海堤多次受灾，甚至发生溃堤决口险情，造成巨大经济损失。
近年来，海堤安全已引起越来越多的关注，保护着油田生产和地方经济的油田海堤也是如此，加强海堤管理已成为一项重点工作。
目前胜利油田在用一级海堤39.6公里，为确保海堤安全运行，2021年油田对海堤进行了全面检测，考虑到海堤堤脚结构稳定的重要性以及护脚预制块体局部滑塌现状，我们把海堤堤脚结构探测也纳入到这次检测。