潛艇聲納系統(tǒng)工作原理（課堂PPT）

潛艇聲納系統(tǒng)工作原理15潛艇聲納系統(tǒng)工作原理聲納全稱聲音測(cè)距與導(dǎo)航，是一種利用聲音在水下傳播的特性，通過電聲轉(zhuǎn)換和信息處理，完成水下探測(cè)與通訊任務(wù)的電子設(shè)備。聲納并非人類的專利，海豚和鯨魚等海洋哺乳動(dòng)物也擁有水下聲納，甚至形成了一門新的學(xué)科：動(dòng)物仿生學(xué)。多普勒效應(yīng)21/13/2023多普勒效應(yīng)

多普勒奧地利物理學(xué)家1、現(xiàn)象（1842年發(fā)現(xiàn)）：當(dāng)汽車或者火車向你駛來時(shí)，感覺音調(diào)變高；當(dāng)汽車或者火車離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺音調(diào)變低（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低）。2、多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象，稱為多普勒效應(yīng)。31/13/2023多普勒效應(yīng)1、波源的頻率（v）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波源振動(dòng)的次數(shù)或發(fā)出的‘完整波’的個(gè)數(shù)。單位：赫茲，Hz。2、接收到的頻率（v’）：觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的‘完整波’的個(gè)數(shù)。單位：赫茲，Hz。規(guī)定:vo表示觀察者相對(duì)于媒質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度。

vs表示波源相對(duì)于媒質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度。

u表示波的傳播速度幾個(gè)重要概念41/13/2023多普勒效應(yīng)討論：人耳聽到的聲音的頻率與聲源的頻率相同嗎？接收頻率——單位時(shí)間內(nèi)觀測(cè)者接收到的振動(dòng)次數(shù)或完整波數(shù).發(fā)射頻率接收頻率

只有波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)才相等.51/13/2023多普勒效應(yīng)1、波源不動(dòng)，觀察者相對(duì)介質(zhì)以速度

運(yùn)動(dòng)觀察者接收的頻率

觀察者向波源運(yùn)動(dòng)觀察者遠(yuǎn)離波源61/13/2023多普勒效應(yīng)2、觀察者不動(dòng)，波源相對(duì)介質(zhì)以速度運(yùn)動(dòng)A觀察者接收的頻率

波源向觀察者運(yùn)動(dòng)波源遠(yuǎn)離觀察者71/13/2023多普勒效應(yīng)3、波源與觀察者同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)觀察者向波源運(yùn)動(dòng)+，遠(yuǎn)離

.波源向觀察者運(yùn)動(dòng)

，遠(yuǎn)離

+

.81/13/2023波源的運(yùn)動(dòng)情況觀察者運(yùn)動(dòng)情況頻率的關(guān)系波長(zhǎng)的關(guān)系波源靜止觀察者靜止觀測(cè)者等于波源不變波源靜止觀察者向波源運(yùn)動(dòng)大于不變波源靜止觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)小于不變波源向觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者靜止大于變短波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者靜止小于變長(zhǎng)波源向觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者向波源運(yùn)動(dòng)大于分析波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)小于分析波源向觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)分析分析波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)觀察者向波源運(yùn)動(dòng)分析分析91/13/2023潛艇聲納系統(tǒng)工作原理光在水中穿透力有限，只能看到幾十米到十幾米的物體。電磁波在水中又衰減太快，只能傳播幾十米。只有聲波在水中衰減小，低頻聲波可以穿透幾千米的地層。在水中進(jìn)行測(cè)量和觀察,至今還沒有發(fā)現(xiàn)比聲波更有效的手段.101/13/2023潛艇聲納系統(tǒng)工作原理潛艇聲納系統(tǒng)工作原理：工作原理是聲是由波的形式傳播靠發(fā)射聲波收回傳回的聲波信息經(jīng)過專門的聲吶處理器顯示到屏幕上聲納結(jié)構(gòu)：聲納裝置一般由基陣、電子機(jī)柜和輔助設(shè)備三部分組成。聲基陣：由若干聲吶換能器以一定規(guī)律排列而成的陣列。整流柜：整流柜是用于將交流電變?yōu)橹绷麟姷墓β试O(shè)備。111/13/2023潛艇聲納系統(tǒng)工作原理潛艇聲納的類型：兩種一種是被動(dòng)聲納一種是主動(dòng)聲納，主動(dòng)聲納是自己發(fā)出聲波接觸到后返回的聲波就能確定目標(biāo)這種一般是艦艇使用的.被動(dòng)的是潛艇的螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)發(fā)出聲音這時(shí)候可以通過這個(gè)聲源找到目標(biāo)但這個(gè)搜索范圍很近！

潛艇聲納的應(yīng)用：探測(cè)海的深度、探測(cè)魚群的位置,便于打漁作業(yè)、定位潛艇，探測(cè)是否有暗礁等121/13/2023潛艇聲納系統(tǒng)工作原理例:一驅(qū)逐艦停在海面上，它的水下超聲波多普勒聲納向一駛近的潛艇發(fā)射1.8*e4Hz的超聲波。由該潛艇發(fā)射回來的超聲波與發(fā)射相差220Hz。設(shè)潛艇以速度v向海面移動(dòng)，驅(qū)逐艦發(fā)射頻率為Vs，波速為?，則潛艇接受到波的頻率為：131/13/2023潛艇聲納系統(tǒng)工作原理潛艇把這個(gè)頻率反射回去，驅(qū)逐艦接受到的波的頻率為：潛艇反射回來的超聲波的頻率和發(fā)射頻率的相差為頻率差：141/13/2023多普勒效應(yīng)其他應(yīng)用雷達(dá)波的多普勒效應(yīng)-交通測(cè)速光波的