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声纳是利用水下声波判断海洋中物体的存在位置和类型的方法与设备。随着人类对海洋的认识逐渐深化,海洋因其经济上的巨大潜力和战略上的重要地位,越来越被人们所重视。近年来由于科学技术的飞速发展,使得声纳不仅在水下军事通信、导航和反潜作战中具有非常重要的地位,而且已经成为人类认识、开发和利用海洋的重要手段。
声纳按其工作方式可分为主动声纳和被动声纳。其中,主动声纳利用一个发射器来产生声脉冲,脉冲经过水介质到达目标,然后以回波的形式返回至水听器,此时要将回波检测出来,必须克服噪声和混响背景,混响就是来自海面和海底以及来自海洋体积散射的回波于扰。
声纳方程有两个重要的基本用途。一个重要应用是对已有的或正在设计、研制中的声纳设备进行性能预报。这时设备的设计特点和若干参数是已知的或假设的,要求对另一些声纳参数作出估计,以检验设备的某些重要性能。另一个用途是用于声纳设计。在预先规定了所设计设备的职能及相应的各项战术技术指标的条件下,应用声纳方程综合平衡各参数的影响,以达到参数的合理选取和设备的最佳设计。
本文以主动声纳作为主要研究对象,在分析了主动声纳方程和主动声纳参数的基础上,首先设计出了一部主动探测声纳的参数,并利用主动声纳方程分别对该声纳进行了噪声背景下和混响背景下的作用距离预报,并讨论了部分声纳参数对主动声纳作用距离的影响,最后还对侦察声纳和通信声纳进行了特别地介绍,并通过算例和主动探测声纳进行了对比。