سیستم سونار – Sonar System

مجموعه: مقالات مهندسي > مهندسی برق و الکتریک | کلمات کلیدی : سیستم+سونار+–+Sonar+System+

سیستم سونار – Sonar System

واژه سونار به چه معناست؟
SONAR = Sound Navigation And
Ranging  –  سونار = ناوبری و تشخیص فاصله توسط صوت

تعریف سونار:
تكنولوژی است كه با استفاده از انتشار صدا در زیر آب قادر
به شناسایی دیگر ناوها و كشتی هاست .

تاریخچه سونار:
در سال 1906 ، اولین سونار غیر فعال جهت
شناسایی توده های یخ توسط لوییس نیكسون اختراع گردید. در جنگ جهانی اول به علت نیاز
به شناسایی اهداف دریایی تمایل به استفاده از سونار افزایش یافت. پاول دانكوین
فرانسوی به همراه كنستانتین چلوسكی روس موفق به اختراع اولین سونار فعال در سال
1915 شدند. اگرچه مبدل های پیزوالكتریك نسبت به این سونار ترجیح داده شدند ، اما در
جای خود این نوع سونارها آینده روشنی را در علم رادار شناسی باز كردند .

در سال 1916 زیر نظر بخش تحقیقاتی و اختراعات ناوگان دریایی بریتانیا ،
رابرت بویل ( فیزیكدان كانادایی) ، پروژه ای را بر عهده گرفت و با تشكیل كمیته
تحقیقاتی تشخیص ضد زیر دریایی، ASDICموفق به ساخت نمونه ی آزمایشی شدند كه با نام
شناخته شد. درسال 1918 انگلیس و ایالات متحده متفقا موفق به ساخت سیستم های مجهز به
سونارفعال گشتند ، ودرسال 1923 تولید این نوع سیستم ها به طور رسمی آغاز گشت . پس
از جنگ جهانی دوم ناوگان آمریكا اقدام به تولید كشتی ها و زیر دریایی های كه دارای
فناوری معروف به ماهی كوچك بودند ، كرد .

تفاوت سونار با رادار:
رادارها امواج الكترومغناطیسی به‌كار
می‌برند، و سونارها از امواج فراصوتی، كه مانند امواج صوتی، ولی دارای بسامد بسیار
بالا هستند استفاده می‌كنند. امواج فراصوتی هم مانند امواج صوتی و نور بازتابش
می‌شوند. به كمك این امواج بازتابش شده ی نقشه ی سطح زیر دریاها و جای پستی و
بلندی‌ها كاملاً مشخص می‌شود.

شرط عملكرد سیستم سونار:
نسبت سیگنال به پارازیت مشخص میكند
كه آیا سونار می تواند سیگنال هایی را در حضور پارازیت های زمینه در اقیانوس مشخص
كند یا خیر.
برای این كار مواردی از جمله مرتبه منبع ، انتشار صدا ، جذب صدا ،
اتلاف در انعكاس ، صداهای محدود و ویژگی های دریافت كننده در نظر گرفته می شود.

انواع سونار:

سونار دو نوع است :
(سونار فعال)Active Sonar
(سونار غیر
فعال)Passive Sonar

سونار فعال ( محدوده پژواك ):

سیستم سونار فعال ، مثل ماهی یابها ، صداهای پژواك و سونارهای نظامی یك
پالس صدا را می فرستند و منتظر پژواك آن می مانند. در سیستم سونار فعال منبع مانند
یك دریافت كننده عمل میكند.

معادله سونار فعال:

معادله باید موارد زیر را در نظر بگیرد:

– بلندی شدت منبع صدا (مرتبه منبع)

– انتشار صدا و میرایی هنگامی كه پالس صدا از سونار به سوی هدف حركت
میكند(اتلاف حركتی)

– مقدار صدای منعكس و برگردانده شده به سمت سونار توسط هدف (توانایی
هدف)

– انتشار صدا و میرایی هنگامی كه پالس منعكس شده به سوی دریافت كننده
برمیگردد(اتلاف حركتی)

– پارازیتهای زمینه در دریافت كننده(مرتبه پارازیتها)

– عبارتها در معادلات سونار بر حسب دسیبل هستند و با یكدیگر جمع میشوند
تا معادلات سونار را بوجود آورند.

عملكرد سونار فعال:

سونار فعال با ایجاد پالس های صوتی (معروف به پینگ) ، وسپس گوش دادن به
پالس بازگشتی عمل میكند . برای تشخیص فاصله از هدف ، شخص می تواند مدت زمان بین
دریافت و ارسال پالس را اندازه گیری كند. برای اندازه گیری جهت و راستای هدف می
توان از هیدروفونیك های متعدد استفاده كرده ، و سپس زمان دریافت پالس توسط هر یك از
این هیدروفون ها را اندازه گرفت ، و با مقایسه این زمان ها به راحتی می توان جهت و
راستای هدف را تعیین نمود .

دو مورد استفاده از سونار فعال:

– اندازه گیری عمق دریا ( عمق سنجی آكوستیكی )

– اندازه گیری مسافت بین دو پاسخگر

سونار غیر فعال:

سیستم سونار غیر فعال علاوه بر دریافت پژواك های منعكس شده از اهداف ،
به صداهای تولید شده توسط وال ها ، آتش فشان ها ، زیردریایی ها و منابع دیگر
صداهای زیر آب می پردازد.

معادله سونار غیر فعال:

معادله باید موارد زیر را در نظر بگیرد:

– بلندی شدت منبع صدا (مرتبه منبع)

– انتشار صدا و میرایی هنگامی كه پالس صدا از منبع به سوی دریافت كننده
ای كه آن را تشخیص میدهد ، حركت میكند(اتلاف حركتی)

– پارازیتهای زمینه در دریافت كننده(مرتبه پارازیتها)

– ویژگیهای دریافت كننده

دو مورد استفاده از سونار غیر فعال:

– عملیات جاسوسی

– مسیریابی اهداف ( آنالیز مسیر هدف )

سونار در جنگ:

ناوگان ها ی مدرن امروزی به طور گسترده از سونار استفاده می كنند. دو
نوع سوناری كه در مباحث قبلی مطرح شد ( سونار های فعال و غیر فعال ) به طور مكرر
مورد استفاده قرار می گیرند. زمینه فعالیت های این
رادار ها بسته به نوع موقعیت ناوها و زیردریایی ها تغییر می كند و بسته به نوع
عملكرد نظامی در زمینه های مختلف باهم تفاوت می كنند.

سونار فعال در جنگ:

سونار های فعال زمانی كه بتوانند موقعیت هدف را به خوبی تشخیص دهند
بسیار مفید هستند . عملكرد سونارهای فعال مشابه رادار می باشد . پالس صوتی ارسال می
شود سپس امواج صوتی در تمامی مسیرها شروع به حركت می كنند . زمانی كه این امواج به
زمین برخورد میكنند امواج برخوردكننده در تمام جهات بازتابیده می شوند و بعضی از
سیگنال های بازتابیده شده به سنسور سونار فعال میرسند . این سیگنال های بازتابیده
شده تكنیسین های سونار را قادر می سازد تا به شناسایی پارامتر هایی از قبیل فركانس
سیگنال انرژی سیگنال رسیده شده عمق درجه حرارت آب و درنتیجه موقعیت هدف بپردازند.

معایب سونار فعال در جنگ:

استفاده از سونارهای فعال در عملیات نظامی بسیار خطرناك است زیرا به
راحتی توسط ناوها و زیردریایی های دیگر قابل شناسایی است. برای اینكه بفهمیم نوع
سونار ساتع كننده انرژی چیست كافی است تا به سیگنال صوتی ناشی از سونار گوش فرا
دهیم (معمولا با استفاده از فركانس سیگنال های رسیده شده به سنسور ) . در نتیجه با
استفاده از انرژی دریافتی می توان موقعیت رادار را شناسایی كرد .

سونارهای فعال قادر به شناسایی اهداف دریك فاصله معین می باشند اما مشكل
این است كه این رادار توسط شناساگرهای دیگر در فواصل چندین برابر فاصله شناسایی این
سونارها قابل شناسایی هستند .

پوشش های ضد سونار جهت استتار زیردریایی ها:

امواج صوتی از بین بسیاری از محملها مانند هوا مایع و گاز میتواند عبور
كند . هر محمل مكانیزم متفاوتی برای عبور صدا از خود دارد . بسته به اینكه صدا از
چه محملی عبور میكند از ابزارهای متفاوتی برای شناسایی آن استفاده میشود . رادار با
استفاده از امواج مایكروویو سفینه ها و سونار با استفاده از امواج صوتی زیر دریایی
ها را شناسایی میكند . مواد پوششی مخصوصی برای سطوح زیردریایی ها جهت جذب امواج یا
انتشار آنها استفاده میشود كه این مواد جاذب مانع از انعكاس مجدد امواج سونار و
شناسایی زیردریایی ها میشود .

منابع:

www.dosits.org

forum.patoghu.com

www.civilica.com

سیستم سونار – Sonar System

کلمات کلیدی : سیستم,سونار,–,Sonar,System,سیستم سونار – Sonar System , مقالات مهندسي , مهندسی برق و الکتریک , کامپیوتر، مکانیک، برق، عمران، شیمی، پزشکی سیستم+سونار+–+Sonar+System+

آخرین مطالب مشاهده شده توسط کاربران :