一、聲吶組成部分有哪些
聲吶的組成圍繞聲波處理流程展開,核心包括換能器、信號(hào)處理系統(tǒng)、顯示與控制系統(tǒng)。換能器負(fù)責(zé)電信號(hào)與聲波的轉(zhuǎn)換,常以陣列形式增強(qiáng)性能;信號(hào)處理系統(tǒng)是 “大腦”,處理信號(hào)以提取目標(biāo)信息;顯示與控制系統(tǒng)則呈現(xiàn)結(jié)果并支持操作。主動(dòng)聲吶額外配備發(fā)射機(jī)和同步裝置,用于發(fā)射聲波并精準(zhǔn)計(jì)時(shí)。不同載體的聲吶還會(huì)有輔助結(jié)構(gòu),如艦載的導(dǎo)流罩、機(jī)載的吊放裝置等,以適應(yīng)環(huán)境需求。
二、聲吶的結(jié)構(gòu)組成介紹
1. 聲吶的核心組成部分
換能器:實(shí)現(xiàn) “電信號(hào)” 與 “聲波信號(hào)” 的相互轉(zhuǎn)換,是聲吶的 “感官核心”。通常以 “換能器陣列” 形式存在(多個(gè)換能器按規(guī)律排列),可增強(qiáng)方向性、提高信號(hào)強(qiáng)度和探測(cè)精度,類似人耳通過(guò)雙耳定位聲源。
信號(hào)處理系統(tǒng):對(duì)換能器輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理,提取目標(biāo)關(guān)鍵信息(如距離、方位、速度、類型等),是聲吶的 “大腦”。由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用芯片及算法軟件組成,處理速度和算法精度直接影響聲吶性能。
顯示與控制系統(tǒng):將處理后的結(jié)果以直觀形式呈現(xiàn),并提供人機(jī)交互接口,是操作人員與聲吶的 “交互橋梁”,可以調(diào)節(jié)發(fā)射功率、探測(cè)方向、工作模式等參數(shù)。
2.主動(dòng)聲吶的特殊組成部分
主動(dòng)聲吶因需要主動(dòng)發(fā)射聲波,比被動(dòng)聲吶多兩個(gè)核心組件:
發(fā)射機(jī):產(chǎn)生高強(qiáng)度電信號(hào),驅(qū)動(dòng)換能器陣列發(fā)射聲波,多為脈沖波,避免信號(hào)疊加并節(jié)省能量,控制發(fā)射信號(hào)的頻率、功率、波形。
同步與定時(shí)裝置:精確記錄發(fā)射時(shí)刻與回波接收時(shí)刻,確保距離計(jì)算的準(zhǔn)確性(時(shí)間差是距離計(jì)算的核心依據(jù))。
3.不同載體聲吶的附加組件
艦載/潛載聲吶:
導(dǎo)流罩:罩住換能器,減少水流噪聲干擾,保護(hù)換能器。
拖曳機(jī)構(gòu):拖曳線列陣聲吶專用,包括拖纜(連接載體與陣列)、收放裝置(控制入水深度和距離)。
機(jī)載聲吶:
吊放裝置:吊放聲吶的電纜和絞車,將換能器吊入水中(避免飛機(jī)噪聲干擾)。
浮標(biāo)殼體:聲吶浮標(biāo)外層的防水、漂浮結(jié)構(gòu),內(nèi)置電池和通信模塊(向飛機(jī)傳輸數(shù)據(jù))。
固定式海底聲吶:
錨定系統(tǒng):固定在海底或電纜上,防止被洋流移動(dòng)。
長(zhǎng)續(xù)航電源:如太陽(yáng)能電池板 + 蓄電池(用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè))。