水下聲學(xué)是如何被用來監(jiān)測(cè)和防御港口的?

一、需求背景

港口是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，有運(yùn)送貨物的船只、停靠的碼頭和棧橋、游泳者、潛水員和游樂船等。為了維護(hù)港口的安全和安防，需要進(jìn)行不間斷的檢測(cè)，以發(fā)現(xiàn)、辨識(shí)區(qū)分和監(jiān)測(cè)所有港口處的活動(dòng)。

二、主要技術(shù)方式

港口監(jiān)測(cè)技術(shù)包括空中系統(tǒng)(如雷達(dá))和水下監(jiān)視系統(tǒng)(用于探測(cè)發(fā)現(xiàn)潛水員、游泳者、水下航行器和其他潛在威脅)。

監(jiān)測(cè)和保護(hù)港口免受水下威脅的ZUI 有效手段是主動(dòng)式聲納。聲音信號(hào)由聲波換能器發(fā)出，返回的水聲回波經(jīng)接收和處理后能提供附近物體的信息。

在港口監(jiān)測(cè)安防中使用的系統(tǒng)一般有兩種:單換能器和陣列式換能器。單換能器系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)送和接收聲納信號(hào)的換能器。換能器通常被布放在港口的關(guān)鍵區(qū)域。例如，換能器可被布放于監(jiān)視一塊特定的有限區(qū)域或咽喉要道處，如港口的入口，以作為第一個(gè)探測(cè)點(diǎn)，而不是掃描整個(gè)港口。陣列式換能器系統(tǒng)包括連接到控制站的多個(gè)換能器。這樣可以覆蓋整個(gè)港口。

被動(dòng)式聲吶系統(tǒng)可同樣用于探測(cè)、跟蹤和分類水下聲源目標(biāo)，這是基于潛水員、船只、水下航行器和人造設(shè)備的聲學(xué)特征。

三、美國技術(shù)方式

美國海Jun海洋哺乳動(dòng)物項(xiàng)目使用寬吻海豚來執(zhí)行艦船和港口保護(hù)、水雷探測(cè)和清除以及設(shè)備回收等任務(wù)。寬吻海豚利用回聲定位來探測(cè)和防御入侵者。它們?cè)谠侥蠎?zhàn)爭(zhēng)和波斯灣用于保護(hù)海 Jun艦艇。海豚用它們的聲納在這一區(qū)域巡邏，如果它們發(fā)現(xiàn)了游泳者，就會(huì)向訓(xùn)練其的武裝警衛(wèi)發(fā)出警報(bào)。他們還接受訓(xùn)練，可用特定動(dòng)作和記號(hào)給游泳者“標(biāo)記”，這樣海Jun人員就可以定位入侵者。

除了比較復(fù)雜的海豚探測(cè)防御之外，美國也有非常成熟的港口安防水下聲吶系統(tǒng)。