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

第 1 章 绪 论
第二讲 声纳参数及声纳方程
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。
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 SL 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
为：
I
SL 10lg
I
0 r1
式中， I 为发射器声轴方向上离声源声中心 1 米处的声强， I0 为参考声强（均方根声压为 1 微帕
18 2
的平面波的声强）， I 0  10 W / m 。
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 DI T：
I D
DIT  10lg
I ND
式中， I D 为指向性发射器在声轴上测得的声强度； I ND 为无指向性发射器辐射的声强度。
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 Pa（W），距声源声中心 1 米