sonarjärjestelmiä

Sonarjärjestelmät ovat vedenalaisia akustisia laitteita, joiden tarkoituksena on havaita, paikantaa ja kartoittaa kohteita vedenalaisessa ympäristössä. Ne jaotellaan pääasiassa aktiivisiin ja passiivisiin järjestelmiin. Aktiivinen sonar lähettää äänipulsseja ja vastaanottaa heijastumia, kun taas passiivinen sonar kuuntelee vain olemassa olevaa melua ilman lähetyksiä.

Toimintaperiaate: transduktorit tuottavat ja vastaanottavat ääniaaltoja. Usean elementin anturirakenteet mahdollistavat suunnan määrittämisen ja kohteen bearingin löytämisen useasta suunnasta. Ääni etenee veden läpi noin 1500 metriä sekunnissa; nopeuteen vaikuttavat lämpötila, suolaisuus ja syvyys. Taajuus vaikuttaa kantamaan ja resoluutioon: korkeat taajuudet tarjoavat paremman kuvantamisen, mutta pidemmän vaimennusajan ja pienemmän kantaman.

Tyypit ja sovellukset: hull-mounted järjestelmät ovat kiinnitetty laivan runkoon. Vetäviä array- ja pystysuuntaisia line-array-tyyppejä voidaan käyttää laajentamaan katjakenttää ja parantamaan kohteiden erottelua. Aktiivisia järjestelmiä käytetään kohteiden etäisyyden, suunnan ja koon määrittämiseen; passiiviset keräävät ympäristömelua kohteiden paikantamista varten. Sovelluksia ovat sotilaalliset vedenalaiset etsinnät ja torjunta, hydrografia sekä offshore-teollisuuden työt ja meriliikenteen turvallisuus.

Suorituskykyyn vaikuttavat kantama, resoluutio ja kohteiden erottelu. Valahtaa veden olosuhteet, kuten lämpötilan ja suolaisuusvaihtelut sekä biologinen melu. Signaalinkäsittely, kuten beamforming ja sonar-yhtälöiden soveltaminen, parantavat kykyä havaita ja paikantaa kohteita.

Historia: sonar kehittyi 1900-luvun alussa ja kehittyi nopeasti toisen maailmansodan aikana, jolloin aktiivinen sonar mullisti vedenalaisen taistelukentän. Myöhemmin kehitettiin monikensorijärjestelmiä sekä vetäviä ja pystysuuntaisia anturijärjestelmiä.