2022-2028全球与中国合成孔径声呐系统市场现状及未来发展趋势.pdfVIP

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传统及新兴行业研究、商业计划书、可行性研究、市场调研、专题报告、定制报告等。涵

盖文化体育、物流旅游、健康养老、生物医药、能源化工、装备制造、汽车电子、农林牧

渔等领域，还深入研究智慧城市、智慧生活、智慧制造、新能源、新材料、新消费、新金

融、人工智能、“互联网+”等新兴领域。

产品定义及统计范围

合成孔径声呐，一种新型的二维成像声纳。它的工作原理与合成孔径雷达相似，利用

匀速直线运动的声基阵，形成大的虚拟（合成）孔径，以提高声纳横向分辨率。具有横向分

辨率与工作频率和距离无关的优点、其分辨率比常规侧扫声纳高1~2个量级。

合成孔径声呐是一种新型高分辨水下成像声纳。其原理是利用小孔径基阵的移动来获

得移动方向(方位方向)上大的合成孔径，从而得到方位方向的高分辨力。获得这种高分辨

力的代价是复杂的成像算法和对声纳基阵平台运动的严格要求。目前国际上只有少数国家

和地区研制出了声呐合成孔径声呐原型机并进行了海上试验。

合成孔径声呐的研究起源于五十年代末期，但直到八十年代以后，声呐合成孔径声呐

的研究才逐步全面展开。

声呐合成孔径声呐是一种新型高分辨水下成像声纳，合成孔径雷达原理推广到水声领

域，就出现了合成孔径真纳。其基本愿理是利用小孔径基阵的移动,通过对不同位置接收信

号的相关处理，来获得移动方向(方位方向)上大的合成孔径，从而得到方位方向的高分辨

力。从理论上讲，这种分辨力和探测距离无关。直观地说，距离越大，合成孔径长度就越

长，合成阵的角分辨率就越高，从而抵消了距离增大的影响，保持了分辨力不变。

但声呐合成孔径声呐作为一种水下成像设备，受水下复杂条件的影响，有不同于合成

孔径雷达的特点。首先是声传播信道的非理想性比合成孔径雷达中电磁波传播的严重;其次

是声纳拖体的运动稳定性比合成孔径雷达要差得多;再者因为声速大大低于电磁波在空间的

传播速度，从而大大限制了拖体运动的速度;最后由于声纳中常采用宽带信号而使雷达中的

一些窄带信号处理方法在声呐合成孔径声呐中不再适用，需对己有的算法进行改进或研究

新的算法。这正是声呐合成孔径声呐研究极富挑战性之所在。

声呐合成孔径声呐系统一般由三个分系统组成:1)声纳分系统，由声呐合成孔径声呐基

阵、发射机、接收机、数据采集、传输和存储子系统、声纳信号处理机和显控台等组成;2)

姿态与位移测量分系统，由姿态、位移测量系统和GPS等组成;3)拖曳分系统，由绞车、拖

缆和拖体等组成。

图表：声呐合成孔径声呐系统组成

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资料来源：智研瞻产业研究院整理

我国于1997年7月正式将声呐合成孔径声呐列入了国家“863”计划项目。

合成孔径声呐可以用于水下军事目标的探测和识别，最直接的应用就是进行沉底水雷

和掩埋水雷的高分辨探测和识别。在国民经济方面，可以用于海底测量、水下考古和搜寻

水下失落物体等，尤其可以进行高分辨海底测绘，对数字地球研究具有重要意义，标志着

我国在合成孔径声呐研究方面进入了与国际同步发展的水平。

合成孔径声呐系统行业目前现状分析

声纳技术至今已有一百多年历史，它是1906年由英国的刘易斯·尼克森所发明。他发

明的第一部声纳仪是一种被动式的聆听装置，主要用来侦测冰山。近年来，随着科学技术

的高速发展，人类对覆盖地球总面积70%的海洋的认识逐渐深化，海洋因其经济上的巨大

潜力和战略上的重要地位越来越被人们所重视。人们利用声波在水下可以相对容易地传播

及其在不同介质中传播的性质不同，研制出了多种水下测量仪器、导航、探测等产品。声

纳技术已经成为人类认识、开发和利用海洋的重要手段。

1国外的研究现状

美国雷声公司在航天、航空等领域有着突破性的技术。该公司于1967年最早开始对合

成孔径声呐技术进行研究，在最初研究时期技术进步程度缓慢，大多数专家都在对技术解

决图像绘制问题的可行性进行探讨，当时社会上主流观点认为，由于水声信道传播的环境

比较复杂，不同信号回传之间会出现干扰，尤其是在浅海地区传播环境更差，他们普遍认

为水声信道不利于合成孔径处理。由于声波载体的传播速度，较其他电波传播的相对较

慢，造成信号空间采样率比较低，影响合成孔径声呐发射载体的运行速度，使得水下地形

地貌绘制的效率大幅度降低。在这个阶段大