La technologie du sonar se réfère à la technologie pour améliorer les performances des États détection marine des pays développés et appliqués. Sonar sous-marin est le dispositif électronique cible de détection, le positionnement et la communication en utilisant des ondes sonores dans l'eau, est le plus largement utilisé l'acoustique sous-marine, le plus important dispositif de celui-ci. énergie acoustique sous la forme d'un être humain à distance jusque-là connu peut se propager dans la mer, le sonar (SONAR) produit au cours de la Première Guerre mondiale, le son (son), la navigation (navigation) et allant (Ranging) de l'en-tête constitué par les sigles. Il utilise les caractéristiques de propagation d'ondes acoustiques sous-marins transducteur électro-acoustique et de traitement de l'information, la détection de cible sous-marine est terminée, la communication et de positionnement, la détermination de la présence, le type et la position des objets dans l'océan, mais aussi pour la transmission sous-marine d'informations .
Système sonar de transducteur acoustique est un élément important, en fonction de l'état de fonctionnement, il peut être divisé en deux catégories:
L'un est appelé le transducteur d'émission, il convertit l'énergie électrique en énergie mécanique, puis convertie en énergie acoustique;
Un autre appelé le transducteur de réception, elle est convertie en énergie acoustique en énergie mécanique, puis en énergie électrique.
transducteurs acoustiques d'application pratique à la fois transmission et de réception, les exigences d'émission de la technologie moderne transducteur sonar hydroacoustique sont: caractéristiques à basse fréquence, haute puissance, rendement élevé, etc. capable de fonctionner dans la mer profonde.
Sous-marin technologie sonar a été largement utilisé, le traitement du signal avancé, sonar et sous-marin de la technologie de réseau de communication acoustique, la technologie de sonar passif dans le domaine militaire, le levé marin et la cartographie, les mesures de vitesse du courant, la pêche en mer, sous-marin de communications acoustiques sous-marines positionnement acoustique et d'autres domaines, technologie de sonar à basse fréquence, echolocation d'explosion est la direction d'extension de la technologie sonar, en plus, comme une technologie clé du sous-marin techniques d'imagerie acoustique, les techniques de sonar à balayage latéral, la technologie de sonar à ouverture synthétique est l'objet de recherches.
Tout d'abord, la classification du système sonar
système de sonar peuvent être classés sous différents angles, différents sonar appartenant à une classification selon une certaine classe, alors que dans d'autres méthodes de classification peuvent appartenir à différentes catégories. Le tableau suivant décrit les principales caractéristiques des différents classification sonar sous différents angles.
En second lieu, le système sonar typique
Un système typique comprend un courant flûte sismique sonar, navire tableau côté sonar, double / multiple sonar, la topographie détection sonar, l'imagerie sonar cible petite, sonar à ouverture synthétique et les communications sonar.
Expédier sonar de réseau côté: est une pluralité d'hydrophones sont agencés pour former deux latéralement le long de la matrice de ligne de la coque. Depuis un plus grand impact hydrophones montés sur une surface latérale de la coque du navire, donc simple escamotable, mais est soumise au présent navire de perturbation.
Double / multi-sonar: sonar est par rapport au seul nom. sonar bistatique ou sonar multi-actif est que ses moyens de réception et des moyens de transmission à distance. Cette disposition rend la plate-forme de sonar actif et peut être caché détecter des cibles en toute sécurité.
Topographie détection sonar: Carte du relief illustre la relation avec la profondeur des coordonnées du fond marin, alors que des fonds marins figure caractéristiques sont indicatives que le niveau du fond de la mer à chaque point du signal d'écho.
sonar à ouverture synthétique (SAS): 1960, n'a été introduit le concept de champ sonar à ouverture synthétique, vise à améliorer le sonar de résolution en azimut. Le principe de base est d'utiliser une petite taille uniforme mouvement linéaire Array virtuel grande ouverture. Par des facteurs environnementaux, cependant, difficile d'obtenir un mouvement uniforme de sonar de support désiré, les algorithmes d'imagerie associés et des techniques de compensation de mouvement est plus complexe, il est une technique essentielle de sonar à ouverture synthétique.
antenne sonar remorqué: également appelé flûte sismique, les banderoles d'hydrophones remorquées ligne de tableau à l'arrière, par un système de contrôle d'attitude de banderoles rétractable.
Troisièmement, l'équipement sonar typique
US AN / passive SQR-19 type sonar réseau remorqué
AN / SQR-19 sonar passif de réseau remorqué a été développé sur la base d'AN / SQR-18, sur la base des travaux entamés en 1976. Il est composé de Westinghouse Electric Company, Gould Corporation et General Electric Company a développé la collaboration. En 1982, le premier prototype expérimental AN / SQR-19 a été installé sur la US Navy Numéro DD-980 (Moosbmgger) destroyer lance-missiles, a été identifié après le test, depuis 1983 officiellement approuvé pour la production. Juillet 1985 Première prototype de production de AN / SQR-19 livré officiellement.
La mission principale du sonar potentiel à long terme est la détection passive, trouver le bruit, le suivi et l'identification, les navires de surface ont également la capacité de détection à distance. Dans le AN / SQQ-89 (V) anti-sous-système de support intégré, AN / SQR-19 ours une grande plage initiale de la distance de détection, l'hélicoptère guidage SH-60B antisubmarine rapidement à la zone cible, en utilisant un potentiel d'exploration aéroportée mode de réalisation sous-marin appareil de positionnement précis, avec les armes aéroportées latentes attaque ou sous-marin par l'intermédiaire d'une liaison de données à un vaisseau mère porteuse de données cible sont transmises par des armes à longue portée pour un attaquant potentiel. AN / SQR-19 avec une quantité supplémentaire AN / SQS-53C sonar coopérant et complémentaire, afin d'assurer, la proximité, le suivi, l'identification, la localisation et l'utilisation de bras de sonde latentes.
Le sonar technologie de pointe et une excellente performance, les navires américains ont été équipés du système, ainsi que la modernisation CG-47 classe croiseur lance-missiles, DD-963 destroyers DDG-51 destroyers lance-missiles de classe et FFG-7 missiles de classe frégate, comme système intégré d'un sous-système de support de la lutte anti-sous-marine dans un / SQQ-89 (V). En outre, le système a également été vendu en Australie, au Canada et en Espagne.
américain AN / BQQ-5 système sonar intégré
AN / BQQ-5 système sonar intégré est le premier sous-marin système sonar intégré numérique de l'US Navy, développé dans les années 1960, en 1972 et 1973 a été entièrement testé en Août 1973 a approuvé la production et équipement 1974 dans la marine américaine, « Los Angeles » sous-marin d'attaque de classe. Le but principal de type AN / BQQ-5 du système sonar pour « harpon » lancement de missiles « Locke Sabu » missiles tirés à sous-marins et anti-sous-marin torpille MK48 fournir sous-marine des données de localisation de l'objet, on suppose sous-marin détection de cible, le suivi et la classification l'identification, la mesure du bruit, détermination passive de distance, de reconnaissance et d'autres missions sous-marines communication.
Le système de sonar intégré, sonar actif / passif par une coque sphérique de type AN / BQS-13, AN / BQR-20 et en-tête conforme sonar AN / BQR-25 remorqué batteries d'hydrophones acoustiques. Le système sonar intégré peut prendre l'initiative pour localiser, mais aussi pour la localisation passive. Le système de sonar est prévue sur chaque côté de la première face du sous-marin, dans les groupes de queue 3 tableau, le bateau de la baie jusqu'au point de référence, en conjonction avec la première et la dernière fois que la cible reçoit le signal de différence de matrice, permet de calculer la distance et le relèvement de la cible .
Sonar après une nouvelle mise à niveau AN / BQQ-5 série, le développement rapide des COTS embarqués acoustiques (insertion acoustique COTS rapides, ARCI) AN / BQQ-10 systèmes de sonar. AN / Plan BQQ-10 en plusieurs étapes, afin d'offrir des performances plus élevées, plus souples systèmes de sonar sous-marin à usage général.
Russie MGK-540 système sonar intégré
MGK-540 automatisé sonar complexe
Système MGK-540 se compose d'un groupe de coque de sonar à antenne sonar intégré, basse / fréquence, un réseau de recherche actif / passif et le sonar remorqué suivi passif composition assombrissement sonar. Dans lequel le sonar de coque basse fréquence pour transducteurs alerte de recherche passive Arrays montage sur l'avant du boîtier, la matrice de base est agencée au-dessous des tubes lance-torpilles d'en-tête, rôle passif dans des navires de surface distance de 60 km, pour la plage de fonctionnement sous-marin 20 km à ; sonar passif de réseau remorqué pour la plage de fonctionnement d'alerte à distance est supérieure à 90 km.
système sonar Royaume-Uni 2076
Sonar arrangement schématique 2076 sur « sous-marin
« Genius » sous-marin nucléaire est la cinquième étape du travail 2076 du premier type de plate-forme de test sonar, en Septembre 2009 pour commencer à tester la jetée, des essais en mer au cours du deuxième trimestre de 2010. Sonar 2076 est également intégré au niveau et « Trafalgar » classe des sous-marins nucléaires phase finale « rapide » du programme de mise à niveau. Il offre une capacité inégalée en tant que classe « Trafalgar » sous-marins nucléaires et classe sous-marin nucléaire « intelligent » est devenu la technologie la plus avancée des sous-marins de la Royal Navy dans le service.
France système sonar TSM 2233
France 2233 TSM est connu comme le « Elegante lorsque » dernier produit de génération de série, est un système de sonar intégré modulaire, adapté à tout déplacement du sous-marin, pour répondre à toutes les exigences opérationnelles. Français système sonar de type TSM 2233 utilise des algorithmes avancés, sa première section, côté et tableau remorqués présente les avantages suivants: suppression des lobes secondaires, la largeur du faisceau réduit, l'azimut d'améliorer considérablement la précision de mesure, calme effet de réduction du bruit près de la cible et la suppression du bruit du sous-marin, la capacité de détection pour améliorer et maintenir le système de sonar lorsque la grande vitesse.
TSM 2233 passive sous-marine et des systèmes sonar actifs installés sur les sous-marins de la Marine du Pakistan, « Agosta » 90B, a également été sélectionné pour équiper la marine malaisienne deux nouveaux sous-marins de classe « Scorpène ». En Inde d'acheter les sous-marins conventionnels de classe « Scorpène », a également sélectionné le type d'installation système sonar TSM 2233. Ses produits et équipements dérivés de la Royal Australian Navy, la classe « Collins » et la marine française, des sous-marins nucléaires de classe « Ruby ».
chinois H / SJG-206 sonar
Il a fait la première H / SJG-206 tableau remorquée fréquence basse passive jusqu'en 2008 ainsi que le type 054A frégate à se joindre à la bataille PLA. A partir de 2016 ce type de sonar a été équipé 16 Type 054A frégate avec six destroyer missile 052C, l'utilisation de dispositifs acoustiques émettent de l'ouverture à l'arrière droit. Correspondant à l'ouverture à l'arrière gauche est remorqué torpille leurre. Ces dernières années, en plus de nouveaux navires, 112 au service plus tôt "Harbin", 113 "Qingdao", 540 modernisation "Huainan", 542 "Tongling" autres navires de surface sont introduits au cours de la H / SJG-206.
Composite émetteur sonar actif remorqué
H / SJG-206 utilisations triangle équilatéral a été distribué hydrophones dans la section du module, pour résoudre le port traditionnel et tribord ambiguïté du sonar à réseau remorqué, son équipement de volume, les navires de surface de la marine chinoise des capacités de détection anti-sous-marins parmi les plus élevés dans le monde . Cependant, le calme des sous-marins militaires modernes a continué à améliorer, le niveau de bruit sous-marin nucléaire de l'US Navy 60 diminution db dans un demi-siècle, la dernière génération de modèles acoustiques peut millionième d'une intensité de rayonnement n'a que les sous-marins début nucléaires.
Au début de 2015, 054A du premier type 17576 navire « Daqing » en service, les principales mises à niveau de l'équipement de détection anti-sous-marins de H / émetteur SJG-206 intégré dans la nouvelle puissance principale Grande-Bretagne, la France et des systèmes similaires est bien au-dessus des boîtes composites passives basse fréquence sonar. Jusqu'à présent, six ont été équipés de basse fréquence active et passive sonar remorquée 054A à se joindre à la bataille de la Marine populaire, avant le 16 sonar remorqué 054 devrait être mis à jour par la modernisation progressive à la norme du navire « Daqing ».
Quatrièmement, la différence entre l'acoustique acoustique profonde et peu profonde
Pour de nombreux travailleurs de l'acoustique marine, des moyens d'eau peu profonde « plusieurs fois plus que les eaux des grands fonds marins de longueur d'onde acoustique, le mode normal ne peut décrire efficacement le champ sonore. » Pour une océanographie des travailleurs, allant de la côte dans les eaux peu profondes se réfère à la mer dans la région de rupture du plateau continental. Pourquoi est spécialisée dans l'acoustique de l'eau peu profonde? Une acoustique marine globale, si les eaux peu profondes et profondes sont inclus? ! La réponse est non! Parce qu'il ya une différence considérable entre les eaux peu profondes et l'environnement en mer profonde.
En un mot, quand, après la première étape - après écriture l'équation de base, les conditions aux limites des deux, le profil de la vitesse du son, les médias non homogènes, et bien d'autres facteurs sont des différences évidentes. En fait, la mer profonde peu profonde est plus complexe que le milieu acoustique, eaux peu profondes des phénomènes acoustiques et plus significative la recherche et le développement.
Tout d'abord, la différence la plus importante entre l'acoustique de l'eau profonde et peu profonde qui limite acoustique, à savoir la mer et des fonds marins. Dans les eaux peu profondes, souvent, vous devez tenir compte de l'impact de la mer ou le bruit de fond de la mer, mais la mer profonde dans le besoin général d'examiner l'impact de ces limites. Pour les travaux de océanographes en mer, la frontière maritime amicale et inquiétant est deux limites plus simple, plus facile à comprendre les limites. Cependant, nous reconnaissons la frontière maritime est toujours pas une tâche facile.
Quand la mer était calme, la mer est généralement considérée comme la limite de libération de pression standard, du point de vue de la physique théorique et est également facile à manipuler. Cependant, lorsque l'état de la mer est mauvaise, de couvrir dans la mer sous bulle turbulente et les groupes de couches de bulles a montré une corrélation avec le trajet de vent, un spectre de fréquence ayant une directivité rugosité. Si dans les régions polaires, nous devons considérer l'impact de la glace. Par conséquent, à la limite de la mer modélisée est jamais facile (par rapport à l'environnement de la mer profonde, et le travail était inévitable). La limite des fonds marins est plus difficile, car non seulement plus difficile à ou près du fond de la mer, et impénétrable en l'absence d'outils spéciaux.
En outre, puisque le profil de masse d'eau de faible profondeur de vitesse généralement vers le bas réfracté, des conditions aux limites sous-marines de propagation acoustique deviennent inévitables. Retrait de la profondeur de rugosité de la surface de la mer de diffusion externe et similaire des fonds marins, il est aussi irrégulière, la couche de base peu profonde contenant une impureté, les sédiments variés, et la totalité de la couche déposée et l'éblouissement le long de la configuration interne de l'enveloppe géologique. En fait, la structure géologique des fonds marins lui-même est un domaine très vaste de la recherche, non seulement les conditions aux limites acoustiques.
Comme les différences profondes et peu profondes sur les frontières maritimes et des fonds marins comme des conditions océanographiques physiques, il y a aussi des différences entre les deux. Contrairement à notre « modèle Pekeris » bien connu de l'unité de guide d'onde océanique peu profond comme décrit, à savoir la vitesse du son dans le plancher de la mer couvrant la moitié de la vitesse spatiale du son dans l'eau, etc. et autres. Phenomena dans les eaux côtières et la distance entre le profil de vitesse du son, de profondeur et de la corrélation de temps de configuration complexe. façades côtières, vortex, ondes internes panache (linéaires et non linéaires), la flottabilité de la rivière avant, le bord des courants de bord ouest de la turbulence, ainsi qu'une multitude d'autres phénomènes océaniques, constituent une échelle de taille différente de la structure - même si une échelle suffisamment petite, ne constituera pas un défi à la mesure et la modélisation, mais aussi assez grand et assez fort pour générer suffisamment d'influence au sein de la gamme de fréquences acoustiques de notre attention. Comme particulière des phénomènes marins à l'eau peu profonde, mais aussi en raison des changements peu profonds, ce qui entraîne dans les eaux peu profondes et profondes différences mer en océanographie physique.
La vie marine ne peut être ignoré des facteurs sur les mammifères marins et de poissons, par exemple. Dans la mer, les dauphins et les baleines peuvent détecter le bruit de l'environnement d'énoncé, mais à cause de la faible densité apparente du poisson en haute mer et les mammifères marins, les animaux ne sont pas significativement produisent, l'absorption et la diffusion acoustique. Cependant, des études théoriques et expérimentales ont montré que la plupart des eaux peu profondes marine comme l'habitat principal des créatures, non seulement plus de bruit biologique, le son du poisson sur l'absorption et la diffusion sont également plus importants.
Outre les différences dans l'environnement physique, les eaux peu profondes et profondes, il y a encore des différences dans acoustiques. Dans lequel, deux différences principales sont: plus de réverbération et de l'atténuation; effet tridimensionnel en plus faible profondeur (y compris aléatoire et déterministe). Tout d'abord, comme mentionné précédemment, en raison de la fermeture des eaux peu profondes à la frontière, la frontière affecte le son est pas mise en doute. Par conséquent, l'eau peu profonde à la dispersion, l'atténuation de la réverbération et sous-marins aussi plus important. (Cela ne signifie pas que cette réverbération profonde est absent. Par exemple, comme un mers polaires, la mer Méditerranée, le profil de vitesse du son qui va forcer la séparation de phase de l'onde de surface en mer profonde de réfraction vers le haut acoustique pour former une réverbération.) Ensuite, il est en trois dimensions des effets sonores. Dans la mer profonde, la seule mesure et ces îles seamounts zone océanique très limitée, se concentrer uniquement sur des effets sonores en trois dimensions. En eau peu profonde, rampe de plateau, pause plateau continental et des canyons sous-marins ont des effets sonores en trois dimensions distinctes. De plus, comme de récentes études théoriques et expérimentales ont montré que le niveau de leur réfraction de l'eau apportera effet tout à fait significatif. En fait, les études les trois dimensions des effets sonores pendant de nombreuses années été largement ignorés, mais il était l'eau peu profonde renaissance acoustique a apporté une petite échelle.
Cinquième, les tendances de la technologie sonar sous-marines étrangères
La technologie actuellement sonar sous-marin et la tendance de développement de l'équipement reflète principalement dans trois aspects: l'intelligence cognitive entièrement adaptative, co-localisés et distribué sonar MIMO, une vaste zone hétérogène co-perception multi-capteurs.
intelligence cognitive entièrement adaptatif
Système de sonar actif conventionnel lorsque l'écho de la cible de traitement, sans prendre en compte le récepteur de l'effet perçu à l'environnement et une connaissance a priori de l'émetteur de la caractéristique cible, les paramètres du signal d'émission fixes. Ainsi, l'atténuation de la transmission, le bruit, la réverbération, multitrajet, variant dans le temps et d'autres grands Doppler environnement sous-marin complexe est difficile d'obtenir l'effet de la détection souhaitée. Au cours des dernières années, par radio, le développement rapide du radar cognitif inspiré par l'introduction d'une connaissance a priori et des systèmes de sonar classiques d'apprentissage continu, la mise en place de l'émetteur de commande à rétroaction adaptatif proposé cognitive sonar, la composition montrée dans la Fig. Commande adaptative peut être combiné émetteur et le récepteur en fonction des changements environnementaux et des connaissances avant de la caractéristique cible, d'améliorer la capacité de détecter et d'identifier la cible signal de sonar sous-marin sur la base de la théorie cognitive intelligente de la connaissance.
co-localisé et distribué sonar MIMO
La technologie MIMO a été appliquée dans le domaine des communications et radar, il a été divisé et un accès distribué MIMO MIMO. Co-MIMO accès en utilisant la fonction de diversité étend signal d'émission d'émetteur-récepteur de réseau d'ouvertures virtuel, ce qui augmente la capacité de détection de la cible. Distributed éléments de réseau MIMO sont disposés séparément, la transmission de signaux orthogonaux, la cible d'irradiation à partir de différents angles, afin de réduire la fluctuation d'évanouissement, pour améliorer la stabilité de détection. En particulier, plusieurs navires de quantité en mer sous-marine, grand bruit, le complexe de champ sonore, effet multitrajet sévère et Doppler, pour les grandes mines, les plongeurs, les sous-marins silencieux et autres détection de cibles faibles difficiles, le radar traditionnel actif et passif est difficile d'obtenir le résultat souhaité, la technologie MIMO sonar offre une nouvelle façon de résoudre ce problème.
large zone commune hétérogène perception multi-capteur
La faible efficacité de la détection d'un seul capteur, il est difficile de répondre à une large gamme, à long sous-marine de la demande d'acquisition de l'information, la technologie de surveillance du réseau alertera les eaux de pose d'une pluralité de positions différentes de sonar, radar, laser, infrarouge et d'autres capteurs pour être reliés entre eux pour réaliser l'échange de données , l'agrégation et la distribution, centralisé ou distribué de traitement de données, il peut se former un réseau distribué de système de détection d'alerte sous l'eau, la couverture de la détection de la cible, la localisation, le suivi, et les fonctions de classification. réseau distribué de sous-marin système de détection précoce d'alerte a un flexible, à faible coût, le ratio avantages-coûts des avantages, peut améliorer efficacement la prise de conscience de l'information de champ de bataille sous-marine.
