从亚航事件浅析光纤水下声音探测技术

    声纳系统在水下的工作原理

　　声呐：声呐是英文缩写SONAR的音译，其英文全称为“Sound Navigation And Ranging”(声音导航与测距)，是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备，有主动式和被动式两种类型。主动声呐：声呐主动发射声波“照射”目标，而后接收水中目标反射的回波以测定目标的参数。大多数采用脉冲体制，也有采用连续波体制的。它由简单的回声探测仪器演变而来，它主动地发射超声波，然后收测回波进行计算，适用于探测冰山、暗礁、沉船、海深、鱼群、水雷和关闭了发动机的隐蔽的潜艇。

　　被动声呐：被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位。它由简单的水听器演变而来，它收听目标发出的噪声，判断出目标的位置和某些特性，特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。

　　如果说主动声纳就是嘴和耳朵，从喊出声音到听到回声，判定目标距离位。那么，被动声纳就只有耳朵，听各种声音，只能估算出位置方位 。

　　主动声呐：主动发射超声波，然后收测目标回波进行判断,测试准确度较高，但容易暴露，被发现，不适合用于隐蔽性探测场所。被动声呐，能够隐蔽收听目标发出的噪声，判断出目标的位置和特性，但测试的准备度不高。而应对水下声呐技术，各国也在大力进行反声呐系统的研究与开发。

　　反声呐系统：可以吸收声呐波，目前大致可以做到吸收96%的总声呐波，只反射回4%，这样对方声呐就很难发现潜艇的存在。而同时，各国潜艇的降噪水平越来越高，反探测能力越来越强。

　　目前水声探测所用的水听器一般都是声压水听器，它只能得到声场的声压标量。而水下环境的特殊性使得声波成为主要的信息传输工具，同时也对电磁类器件在水下的长期使用提出了诸多限制。传统的压电陶瓷具有噪声大、动态范围小、抗电磁干扰与信号串扰能力差、结构笨重、不适于远距离传输、组网等缺点。

　　光纤水听器是建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器,它能将水声信号转换成光信号,再通过光纤传至信号处理系统从而提取声信号信息,具有探测灵敏度高,频响特性好,频带宽,动态范围大,抗电磁干扰、耐静压及抗腐蚀能力强,体积小、重量轻等特点,还有易于全天候实时探测和识别、易于集成化以及网络化等优点。光纤水听器按原理可分为干涉型、强度型、光栅型等。（点击下页)