[拼音]：shengna

[外文]：sonar

利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备。用于搜索、测定、识别和跟踪潜艇和其他水中目标，进行水声对抗、水下战术通信、导航和武器制导，保障舰艇、反潜飞机的战术机动和水中武器的使用等。声纳装备于潜艇、水面舰艇、反潜飞机和海岸防潜警戒系统。按基本工作方式，区分为主动式声纳和被动式声纳。按装备对象，区分为舰艇声纳、航空声纳、海岸声纳和便携声纳。按主要战术性能和技术特点，区分为搜索声纳、攻击声纳、探雷声纳、识别声纳、通信声纳（水声通信机）、对抗声纳(水声侦察、干扰和伪装设备)、导航声纳（测深仪、测冰仪和多普勒声纳）和综合声纳等。

“声纳”一词，是在第二次世界大战中形成的，是英语“sound navigation and ranging”（声导航和定位）缩略语的音译。在此以前，水声探测设备曾分别称为潜艇探测器、回声定位仪、水中听音器、噪声测向仪和回声测深仪等。

被动式声纳(噪声声纳)，主要由换能器基阵（由若干换能器以一定规律排列组合而成）、接收机、显示控制台和电源等组成。当水中、水面目标(潜艇、鱼雷、水面舰船等)在航行中，其推进器和其他机械运转产生的噪声，通过海水介质传播到声纳换能器基阵时，基阵将声波转换成电信号传送给接收机，经放大处理传送到显示控制台进行显示和提供听测定向(图1）。早期的噪声声纳搜索目标和测定目标方位，主要是转动换能器基阵对准目标，以最大定向法来完成；近代噪声声纳则由基阵和波束形成电路预成波束来自动完成。现代噪声声纳除完成对目标测向外，还能根据噪声目标的频谱特征等判明其性质和类型；噪声测距声纳还可对目标进行被动测距。

主动式声纳（回声声纳），主要由换能器基阵、发射机、接收机、收发转换装置（用于收发合一的基阵）、终端显示设备、系统控制设备和电源等组成。在系统控制设备的控制下，发射机产生以某种形式调制的电信号，经收发转换装置送到换能器基阵，由换能器将其变换成声能向水中辐射；同时，信号的部分能量被耦合到接收机作为计时起始(距离零点)信号。当声波信号在传播途中遇到目标时，一部分声能被反射回换能器再转换成电信号，经收发转换装置送入接收机进行放大处理，送到终端显示设备供观察和听测(图2)。

1490年，意大利人达·芬奇最早记述了把两端开口的长管插入水中听测远处航船的方法。后人把这种传声管称为“芬奇管”。在第一次世界大战中，人们把“芬奇管”发展成为由两组多管组成的水中听音器，以双耳效应法测定目标方位，其测向精度达±0.5度，但距离很近。有一种称为“鳗”的多管线列阵系统，可拖曳在船尾，供任何一种舰船拖带和测听。据统计，在这次大战中，约有3000艘舰艇装备此类空气管水听器，以对付水下航行的潜艇。19世纪末，发现了声电转换材料;20世纪初，又发明了真空管，成为声纳发展的基础。1916年，法国物理学家P.郎之万利用电容发射器和炭粒微音器开始作回声声纳实验；1918年，他用石英换能器和真空管放大器组成的探测器，收到了潜艇的回波，探测距离达1500米，这是最早出现的实验性近代回声声纳。与此同时，英国由R.W.博伊尔领导的名为“ASDIC”的研究小组，利用石英换能器和真空管放大器进行对潜艇探测的研究也取得了成功。1935年前后，比较符合实战要求的声纳开始投入生产，到第二次世界大战爆发时，已有许多舰艇装备了声纳。据统计，在这次大战期间被击沉的潜艇中，有60％是由声纳发现的。

从20世纪50年代中期起，由于核动力潜艇的发展和水中武器性能的提高，电子技术、水声工程和水声物理学方面出现了新的研究成果，使声纳的发展进入现代化阶段。其主要标志是：

（1）比较普遍地采用低声频、大功率和信号数字处理技术，综合利用声波在水中传播的新途径，采取降低舰艇噪声等措施，使声纳的探测距离比40～50年代提高了10～30倍。

（2）利用多元式基阵和数字多波束电子扫描技术，实现了对目标水平全向或三维空间的快速扫描搜索，并具有同时搜索跟踪多个目标的能力和较高的定位精度(方位精度±0.25°～±1°，距离精度±1％～±5％，俯抑精度小于±1°）。

（3）采用识别声纳或通信声纳的编码识别装置，解决了对水下目标的主动识别，并正在发展被动识别技术。

（4）拖曳式声纳（变深声纳）有了较大的发展，使水面反潜舰艇在恶劣海况和不良水声传播条件下，能有效地实施对潜搜索和攻击。

（5）采用被动式噪声测距，提高了潜艇隐蔽攻击的能力。

（6）利用数字计算机技术和系统工程学的研究成果，单功能声纳已发展为多功能或综合性的声纳系统，使基阵得到综合利用并实现多部声纳的综合控制或集中操纵。

（7）声纳同携载平台的其他传感探测设备、水中武器、导航等系统紧密结合，提高了舰艇、飞机对水中目标搜索识别和攻击的效能;同时，还发展了专用于探测水雷、水声侦察和干扰、对鱼雷警戒和诱骗的水声设备。

发展镶贴式基阵声纳、拖曳线列阵声纳、光纤水听器和光学声纳，研究水声信号处理新技术，进一步降低舰艇噪声和加强对各类水声信道的主动利用。利用数字计算机先进技术和器件，进一步向全数字化发展，将很快出现第四代、第五代数字式声纳。进一步提高声纳对目标的搜索、识别、跟踪、处理能力和对海洋环境的适应能力，提高设备的可靠性、可维修性和管理操作的自动化程度，以更有效地保障潜艇和反潜兵力的战斗活动。

参考文章

• 声纳Sonar地球科学