根据什么改进水下声波探测技术

1. 声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置．声呐

（1）人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，即人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是20Hz到20kHz；
（2）①超声波从潜艇A传到潜艇B的时间：
t=

1

2

×10s=5s，
潜艇B与潜艇A的距离：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
②1分钟=60s．
1分钟后，潜艇B行驶的路程s_B=v_Bt=10m/s×60s=600m
因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，
现在两艘潜艇之间的距离s₂=s₁+s_B=7500m+600m=8100m；
（3）地球和月球之间是真空，因为真空不能传声，所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离．
故答案为：（1）20；
（2）①7500；②8100；
（3）月球上是真空，声音不能在真空中传播．

2. 利用声音进行水下探测的装置叫“声呐”，它能向某一方向发出声波和接收它的返回声波，根据两个声波的时间

（1）s=vt=1450m/s×1s=1450m．
所以月球和地球之间的距离是：s'=

1

2

s=

1

2

×1450m=725m．
（2）声在真空中不能传播，月球上是真空，所以利用声呐不能测量月球和地球之间的距离．
答：鱼群到声呐的距离是725m．不能用声呐测量月球和地球之间的距离，因为真空不能传声．

3. 现在探测海底都是用的声呐，那声呐的原理从何而来呢

声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。声波是人类迄今为止已知可以在海水中远程传播的能量形式，声纳 (sonar) 一词是第一次世纪大战期间产生的，它是由声音 (sound)、导航 (navigation) 和测距 (ranging) 3个英文单词的字头构成的，是声音导航测距的缩写。它利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成对水下目标进行探测、定位和通信，判断海洋中物体的存在、位置及类型，同时也用于水下信息的传输。

实际应用中的水声换能器兼有发射和接收两种功能，现代声纳技术对水声发射换能器的要求是：低频、大功率、高效率以及能在深海中工作等特性。根据水声学的研究，人们发现用低频声波传递信号，对于远距离目标的定位和检测有着明显的优越性，因为低频声波在海水中传播时，被海水吸收的数值比高频声波要低，故能比高频声波传播更远的距离，这对增大探测距离非常有益。

声波的传播影响因子

影响声呐工作性能的因素除声呐本身的技术状况外，外界条件的影响很严重。比较直接的因素有传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与海洋环境因素有关。例如，声波在传播途中受海水介质不均匀分布和海面、海底的影响和制约，会产生折射、散射、反射和干涉，会产生声线弯曲、信号起伏和畸变，造成传播途径的改变，以及出现声阴区，严重影响声呐的作用距离和测量精度。

声波衰减是声能在水体纵向上因水分子吸收、球形扩散和散射而造成的能量损失。吸收是海水纵向方向上的一些水分子离合的结果。海水中的氯化镁是吸收的最主要因素。吸收的快慢取决于海水的物理化学特性和声波的发射频率。一般而言，发射频率大于100kHZ其吸收系数随温度的增加而增加。散射损失与海水纵向上的细小物质有关；散射主要由海洋生物造成的，海水深处的浮游生物聚集在深层散射层 (DSL)，深层散射层的厚度每天都有变化。当声波或声能穿过不同的界面时，声波的方向就会因声速的变化而折射，从而两个界面的声速不连续。

现代声呐必须根据海区声速--深度变化形成的传播条件，可适当选择基阵工作深度和俯仰角，利用声波的不同传播途径（直达声、海底反射声、会聚区、深海声道）来克服水声传播条件的不利影响，提高声呐探测距离。

4. 声纳是根据什么原理探测水下目标呢

声纳（SONAR）是一个英文名词缩写的译音，全文的意思是“声波导航与测距”。声纳和雷达工作原理很相似，不同的是，一个是利用电磁波进行传播，一个是利用声波进行传播。电磁波在空气中传播的速度是30万千米／秒，因此，常把雷达叫做千里眼，但是雷达在水下使用就不灵了，因为海水对电磁波的吸收能力很强。声波的传播速度也是很快的，它不仅仅能在空气里传播，而且还可以在水中传播，在水中传播的速度是1450米／秒，比在空气中传播的速度要快4.5倍。有的人曾经做过实验，在水下引发重300磅的炸药，它的巨大声音在水下传播到2万千米以外，在空气里是绝对不可能传播这么远的。因此，利用声波在水中传播的特性发展了声纳这种装备。

声纳的核心部件是换能器。从发射机送出一个电信号，经过换能器变成声波，声波向外辐射，从目标上反射回来的声波或是目标本身反射的声波经过换能器可以变成电信号送入接收机，再经过放大、滤波就可以得到目标的信息。但是换能器发出的声波没有方向性，能量也不集中，即使探测距离很近它也不能够辨别目标的方向。为了把声波的能量集中起来，让它变成有方向性的声波，采取两种办法，一种是把换能器放到像喇叭口的反射器的中心线上，发出声音以后经过汇集就朝一个方向传播，不断转动喇叭口就可以改变声波传播的方向；第二种办法是把许多换能器按一定的方式排列组合起来，构成一个基阵，基阵中心声音增强。根据这个原理换能器就能够收到比较远的信号，同时也可以很准确地测出目标的距离。

根据声纳的工作方式不同，它可以分成两种类型：一种叫做主动声纳，就是声纳本身要发出声波，声波遇到了障碍物以后返回，它再接受回波，这样可以测定出目标的方位和距离。但是，由于声纳本身要发出声波，容易被敌人发现，因而暴露目标；另外一种叫做被动声纳，声纳本身不发出声波，只是探听对方目标发出的声音，它的保密性比较好，也可以根据接收到的声音来判断目标的性质。但是，它不能探测不发声音的目标。现在的声纳都是以上两种方式相结合，根据探测对象不同，有时用主动声纳，有时用被动声纳，两种结合使用效果就会更好一些。

声纳在军事上用于水中目标搜索、警戒、识别、跟踪、监视和测定，进行水下通信和导航。声纳技术还用于鱼雷自导和水雷引信。声纳是一个大家族，在军队服务的主要有四兄弟，大哥在水面舰艇服务，它的主要任务是反潜，探听有没有潜水艇进攻，它的探测距离不同，近一点的达到5海里，最大的探测距离达到120海里；二弟在潜艇上服务，它主要探测水下目标和水面目标，探听周围有没有别的潜艇存在以及水面上有没有敌人的舰船，同时它还为鱼雷提供导航；三弟是机载声纳，在反潜巡逻机和反潜直升机上服务，它有一个很长的尾巴连着，搜集水里的情报；老四是固定声纳，在固定的位置上站岗放哨。它在海底或是飘浮在海面，侦查敌人的潜艇，保卫国家的海防。藏在海底的声纳隐蔽性非常好，能够长时间的工作。

由于声纳靠声波探测，受水文条件的影响和目标变化的影响都很大。比如，在同一海区进行探测潜艇的作业，在冬天探测效果很好，到了夏天由于水温升高，探测的效果就明显下降，有时根本找不到目标。因为海水有的地方温度高，有的地方温度低，在这种变化层里声纳就很不稳定。如果有风浪、海底地形变化大、目标运行速度快等等，都会影响声纳探测结果。为了进一步增强反潜艇的探测能量，除主要提高声纳性能外，还发明一些不完全靠声音探测的办法，与声纳配合使用。比如利用雷达或是用磁力探测仪、红外探测仪及废气探测仪等等，因为常规潜艇不可能长期在水下活动，而是隔一两天就要浮出水面补充氧气，只要它一浮出水面就会被雷达发现。潜艇都是用钢铁制造的，它在水中航行会使磁场发生变化，可以用磁力方法来探测有没有潜艇。另外，潜艇本身散发一定的热量，也可以用红外探测的办法发现潜艇的存在。潜艇还要排除一些废气，可以利用测量废气来探测潜艇。所以各种探测设备要和声纳配合起来使用，才能起到最佳的效果。

5. 声波探测水下目标的装置是什么

利用声音进行水下探测的装置叫“声呐”，它能向某一方向发出声波和接收它的返回声波，根据两个声波的时间间隔，算出障碍物的位置，若在寻找鱼群时，声呐发出声波后1s钟收到回声。

是利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术，也指利用这种技术对水下目标进行探测（存在、位置、性质、运动方向等）和通讯的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置，有主动式和被动式两种类型。

声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇和反潜飞机的战术机动和水中武器的使用。此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。

和许多科学技术的发展一样，社会的需要和科技的进步促进了声呐技术的发展。俄罗斯海军专门将一艘核子K-403号潜艇改成声呐测试用艇，可见其重视程度。

6. 根据鲸鱼而研发出来的声呐系统，其工作原理是

声纳是一种电子设备，它利用水下声波探测、定位和通信。声纳设备一般由三部分组成：阵列、电子机柜和辅助设备。该阵列是通过以一定的几何图案排列和组合水声换能器而形成的。阵列的形状通常是球形、圆柱形、扁平形或线形。它分为接收阵列、发射阵列或接收和发射阵列。电子机柜通常具有传输、接收、显示和控制子系统。辅助设备包括供电设备、连接电缆、水下接线盒和扩声器、提升、旋转、俯仰、收放、牵引、悬挂、投放等与声纳阵列、声纳圆顶等传输控制相匹配的设备。

影响声纳工作性能的因素不仅有声纳自身的技术条件，还有外界条件。更直接的因素包括传播衰减、多径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标反射特性或辐射噪声强度等。这主要与海洋环境因素有关。例如，由于海水介质分布的不均匀性以及海面和海床的影响和限制，声波会产生折射、散射、反射和干扰，并会产生声波线路的弯曲、信号的波动和失真，导致传播路径的变化和声阴影区的出现，这将严重影响声纳的工作距离和测量精度。

7. 以海豚为师,研制出了利用水下声波探测水中目标的仪器

以海豚为师,研制出了利用水下声波探测水中目标的仪器------声呐
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。

8. 厦门大学的研究人员通过什么动物的头部构造改进了水下声波探测技术的新思路

通常是说通过研究同样是在水下利用声波探测定位的海豚类动物的头骨结构，用于改进声呐技术，但是不是“厦大”的最先探索，那就不知道了。

9. 利用声波探测水下目标的装置

利用声波探测水下目标的装置叫声呐。声呐是利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术，也指利用这种技术对水下目标进行探测和通讯的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

利用声波探测水下目标的装置

声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪。

声呐技术已有超过100年的历史，它是1906年由英国海军的刘易斯·尼克森所发明，他发明的第一部声呐仪是一种被动式的聆听装置，主要用来侦测冰山。

声呐的分类可按其工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声呐。

10. 声呐是利用水中声波对水下目标进行探测，定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置，请回

（1）人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音；
（2）声呐装置在工作过程中发射和接收的是超声波
（3）超声波从潜艇A传到潜艇B的时间：
t=

1

2

×10s=5s，
潜艇B与潜艇A的距离：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
（4）地球和月球之间是真空，因为真空不能传声，所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离．
故答案为：（1）20000；（2）超声波；（3）7500；（4）真空不能传声．