摘要：
占地球约71%的海洋资源丰富，而且当今社会资源匮乏，海洋无疑是一个巨大的宝库。人类的海洋活动具有久远的历史。但是，由于它自然环境的特殊性，即使发展至今，人类的海洋活动十分困难。所以说，由于对海洋探测的迫切需求，声纳技术发展十分迅猛，而且具有很大的发展前景。本文主要介绍了声纳技术的原理，在当今社会中的应用，存在的一些问题以及未来的发展方向。 关键词：
声纳技术 海洋探测 军事应用 发展前景
1．声纳的工作原理
声纳是通过发射声波然后接收声波或者直接接收舰船或其它物体发出的声波并对其进行分析，进而可以推测出地貌特点、资源分布或进行目标的探测和定位，还可以完成通讯任务 的装置。其工作原理是回声探测法。根据工作方式的不同可以分为主动声纳和被动声纳。根据工作地点以及装备的不同还可以分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳和海岸声纳等。声纳是水声学中最主要的设备，应用十分广泛。其中，图像声纳可以获得清晰的图像，使海洋探测更加直观。
为什么选择声波作为海洋探测的研究对象呢？是因为其它的探测手段在海水中可以发挥作用的距离很短，衰减太强。例如蓝绿激光在海水中的衰减可达123db/km，100HZ超长电磁波的衰减仍可达到345db/km。而且，电磁波的波长越短，损失的越快，所以电磁波在海水中是不可用的。但是，100HZ的声波在海洋中的衰减只有0.0015db/km。相对而言，声波在水中可传播的距离最远。所以说，声波才是最适合在海洋中传递信息的载体。
声纳技术发展至今已有百年历史，它在第一次世界大战的时候就被应用到战场上，主要在水中用于侦察地方的舰艇，也就是所谓的“水听器”。时至今日，作战手段的多样化、作战技术的高端化也在迫使着声纳技术的不断发展。目前的声呐在军事上的应用已经不只局限于“听”的方面，还可以“说”了，也就是水下通信。
2.声纳探测的影响因素
有很多因素影响着声纳的工作，就目前情况来看，影响最大的因素还是来自于外界环境。例如多路径效应、海洋噪声、自噪声、目标反射特征、传播衰减等。信源发出声信号后，会受到很多信道的干扰。同时，海水介质的不均匀分布以及温度都会对声波的传递造成很大的影响。在这些情况下很容易产生大量的声波反射、折射、干涉和散射等，还会造成传播路径的增多和改变，这就会导致仪器有可能会在不同的时间不同的地点检测到来自于同一信源但是所载信息差别较大的信号，这就造成了信号的弯曲、起伏和畸变，同时，给信号的分析增加了难度。此外，相比于电磁波，声波的传播速率要小很多，受介质的影响较大，由此造成了较大的传播延迟，会影响测量结果的准确性。四川省工商行政管理局
海洋噪声主要体现在浅海的噪声很强，潮汐、风浪、水流以及航船的噪声甚至雷雨风声都可以成为影响因素。而在港口，近海区域噪声还包括工业噪声和其它自然噪声。这些噪声会使声波信号的信噪比降低，影响海洋监测和水声通信。
同时，声纳本身的技术完备性以及成熟性也影响着声纳的工作性能。
3.声纳的应用
声纳技术既应用于军事也应用于民事。
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1） 从民事方面来看，声纳可以应用于水下的侧深和测距，首先向海底发射声波脉冲信号，测量接收到反射回来的波所经历的时间就可以得知舰船所在处的海深。同时，还可以根据反射回来波的形状和性质推断海底的介质和性质。以此类推，便可以得知海底的结构。在航船运输业也离不开声呐技术，运用好这个技术，可以有效地防止触礁沉船事故、舰艇相撞事故等等家男性事故的发生。同时，通过声呐对鱼的探测，可以提高渔民的打捞效率，尽可能地减少撒空网的现象。而且声呐完成对海底地质的勘测后，就明确了海底的矿物分布，对于采矿和油气的开采都起着决定性的作用。
根据多普勒效应的原理，声纳还可用于测速。同样先发射声波信号，然后根据反射波频率的变化测得相应物体的速度。所以，声纳可以方便地测得海水以及其它轮船的流速和方向。这样更有利于研究洋流的运动，同时监测海上的天气，风力风向等。
声纳还可用于水下通讯和遥测。通过声波可以传递信息，进而实现舰艇之间的通信和交流。在海洋这个特殊的环境中，声呐使通信变得容易了。在水下，声信号就代替了陆地上的导线和电磁波。
近几年，发生了几起客机失联事故，在这些事故中，声纳技术也发挥了一定的作用。在搜
寻飞机残骸的同时，搜寻黑匣子也可以同时进行。飞机坠海后头几天可以从水下发出信号。一般来说，黑匣子的信号可持续至少30天。黑匣子里的仪器装有蓄电池，可支持黑匣子发出信号。在这期间，可以使用水下声纳探测设备来进行定位。
此外，声纳可用于助潜设备，小巧方便。还可当作鱼探仪、助渔仪、水下机器人探测设备等。
2） 从军事应用方面来看，声纳主要用于识别地方目标舰艇的航速、方位、类型等信息，达到知己知彼的效果，进而可以对地方实行有效地打击。同时还具有隐蔽性，不至于被对方发现。
现在，很多上也都装有声纳，这样就能实现主动和被动的综合控制。也会更加趋于“智能化”，实现自动检测并跟踪目标，实行打击。这样，提高了打击的效率和准确性。随之发展的还有反的设备，它也与声纳技术息息相关，也就是所谓的猎雷声纳。
4.声纳技术的发展方向
声纳向系统化、标准化方向发展，这样，会更加便于控制，便于研究。
声纳的低频达口径化会提高探测效率，获得很多增益。
强化小目标探测技术，利用高频声纳会造成很高的传输损失，同时，大量的告诉数字信号处理加大了研究的难度。利用参量阵声纳，就会兼具高方位分辨率以及低传输损失的优点。
民事案由规定
发展远程三维被动定位技术，通过不同空间点上的声波特点以及声场的变化反演声源的空间位置。
此外，声纳越来越趋于智能化，融合了计算机技术和信号处理技术，大大地提高了声纳的性能，是声纳的智能化成为可能。
声纳技术还有一定的弊端亟待解决，在军事上，声纳发出的声波容易被反潜设备截取，破坏了隐蔽性，同时容易泄露情报。所以说，声纳需要加强安全防范，可以实施多重保护。
由于现在武器攻击的远程化以及打击的精确化。所以，声纳技术应该具备监测的远程化、准确化。只有可监测的范围扩大了，才能更好地保障本方舰艇的安全。
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同时，近几年来，潜艇的反监测技术发展迅猛，潜艇都在降噪和优化舰艇结构，所以，隐蔽通信方面达到了很好的效果。噪声降低了，这对用于侦察的声纳的要求就提高了，映尽可能地拓宽声纳所能监控的声波频率的范围。使提高探测距离的发展速度超过舰艇“安静化”的速度。
总之，作为水底的“千里眼”和“顺风耳”，既要看得远，听得远，还要测得准、辨得明。
所以说，还要继续提高声纳的抗干扰能力，才能尽可能小的受多路径效应、海洋噪声、自噪声、目标反射特征、传播衰减等因素以及郑波折射、反射、散射和干涉的干扰。
总结：
电信网技术声纳技术迫切地需要发展，这就要求科研机构加大投入。当然，有了投入就会有各部分更好的研究条件。值得一提的是，声纳的研究应该不仅重视理论，还要求重视实践。比如说，可以再海边创建一个研究基地，这样，便于通过实践研究声纳的水下监测。
巴布尔
参考资料：
《声纳和水下观测》，陈克棠/胡嘉忠，上海科学技术出版社，1981
