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波束形成技術(shù)
波束形成技術(shù)可以通過軟件或硬件實(shí)現(xiàn)，是指對(duì)不同陣元接收到的信號(hào)進(jìn)行延時(shí)加權(quán)處理，最后使波束具有一定方向的指向性，提高探測(cè)分辨率。
前段陣列技術(shù)
聲吶的接收陣列具有不同的形式，如平面式、凸弧形或柱面形。平面式的接收陣接收角度范圍有限，一般不大于90度，且不易與發(fā)射陣共用，而凸弧形的探測(cè)角度范圍理論上可以達(dá)到360度且可以與發(fā)射陣共用。但目前使用最多的是柱形陣，結(jié)合壓電高分子材料組成聲吶換能器。
05 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
英國(guó)奎奈蒂克公司研發(fā)的冥府守門狗360，不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)探測(cè)，還可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類和跟蹤。其探測(cè)距離可達(dá)到700米左右，探測(cè)深度可至500米，在此范圍內(nèi)可以準(zhǔn)確地識(shí)別入侵物的特征，進(jìn)行識(shí)別與判斷。其應(yīng)用場(chǎng)景主要為船舷兩側(cè)或海底，安裝在船舷兩側(cè)可以在一定程度上保障船只的安全，部署在海床上時(shí)可以形成一道警戒線，對(duì)一定的海域提供實(shí)時(shí)預(yù)警功能，同時(shí)，也可以延長(zhǎng)探測(cè)范圍至1000米。
除此之外，英國(guó)的手持式蛙人偵查系統(tǒng)，具有易攜帶、易傳輸、精確定位目標(biāo)、可導(dǎo)航、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。使用時(shí)可以利用探測(cè)主傳感器高頻電子掃描聲吶精確定位疑似水雷的目標(biāo)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后回傳給母船。同時(shí)，該偵查系統(tǒng)采用的導(dǎo)航系統(tǒng)是基于長(zhǎng)基線主動(dòng)聲學(xué)發(fā)射方式技術(shù)進(jìn)行定位的，導(dǎo)航距離最遠(yuǎn)可達(dá)到1200米，并且導(dǎo)航定位誤差在0.5米以內(nèi)，相較于傳統(tǒng)的海底放繩索定位的方式，能更大程度節(jié)約人力、物力、財(cái)力。
以色列的蛙人探測(cè)聲吶對(duì)于開式、閉式蛙人呼吸裝置以及有動(dòng)力的蛙人裝備都具有較好的探測(cè)性能。如對(duì)開式呼吸系統(tǒng)來說，其探測(cè)距離可以達(dá)到1000~1200米。對(duì)于閉式呼吸裝備，其探測(cè)距離一般為700米左右，而且可以在海洋混響比較嚴(yán)重的環(huán)境下工作，并具有較好的性能，其虛警率在閉式探測(cè)聲吶中屬于較低的范圍。而對(duì)于蛙人運(yùn)載器，因其目標(biāo)強(qiáng)度較大，因此探測(cè)距離更遠(yuǎn)，一般可以達(dá)到1400~2000米。
國(guó)內(nèi)的蛙人聲吶探測(cè)研究雖起步晚于歐美國(guó)家，但如今在某些方面也取得實(shí)際成功。例如，成功研制了全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DDS，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)唯一的數(shù)字多波束DDS。國(guó)內(nèi)第一所研究蛙人探測(cè)聲吶的機(jī)構(gòu)在2010年與國(guó)內(nèi)其他單位聯(lián)合生產(chǎn)研發(fā)了2020型反蛙人探測(cè)聲吶，其帶寬約10KHz，但探測(cè)距離較近，約為500米。同時(shí)該型聲吶可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)聯(lián)合使用，大大降低了探測(cè)虛警率。除此之外，國(guó)內(nèi)其他單位也在蛙人探測(cè)領(lǐng)域進(jìn)行了相應(yīng)的研究，如在“十二五”期間，某研究機(jī)構(gòu)所研制的聲吶探測(cè)距離可達(dá)到公里級(jí)，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
06 存在問題
就目前我國(guó)蛙人探測(cè)聲吶的研究來說，硬件方面的難點(diǎn)問題基本已經(jīng)攻克，但在其他方面仍有一些問題亟待解決，其主要體現(xiàn)在以下幾方面。
1)在海岸地區(qū)可能存在較大型海洋動(dòng)物，這些海洋動(dòng)物可能造成蛙人探測(cè)聲吶的虛警；
2)在沿海地區(qū)，一般水中雜物較多，蛙人探測(cè)聲吶易受到影響，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確識(shí)別入侵者；
3)在港口等船只較多的沿海地帶，由于船只航行會(huì)產(chǎn)生一定的氣泡，這些氣泡也會(huì)干擾探測(cè)聲吶的工作，如何有效減少干擾氣泡或排除船只氣泡對(duì)聲吶的影響，是一項(xiàng)急需解決的問題；
4)在探測(cè)距離上仍需進(jìn)一步的提升。
結(jié)束語(yǔ)
隨著水下裝備技術(shù)的不斷發(fā)展，蛙人、UUV等水下小型設(shè)備的探測(cè)與識(shí)別日益凸顯其重要位置，尤其是在沿海經(jīng)濟(jì)帶及港口等重要場(chǎng)所，如何有效地探測(cè)到潛在的危險(xiǎn)對(duì)于港口安全具有十分重要的意義，蛙人探測(cè)聲吶作為一種有效的檢測(cè)手段被各國(guó)逐漸重視起來。雖然我國(guó)在蛙人探測(cè)方面較一些國(guó)家晚，但目前也取得了很大的成績(jī)，在某些方面已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平。隨著蛙人探測(cè)數(shù)據(jù)的逐漸豐富以及多波束形成技術(shù)的發(fā)展，未來的蛙人探測(cè)聲吶性能一定會(huì)有進(jìn)一步的提升，展現(xiàn)出全新的面貌。（哈爾濱工程學(xué)院）
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