聲吶就是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置。它是SONAR一詞的“義音兩顧”的譯稱(chēng)（舊譯為聲納），SONAR是Sound Navigationand Ranging（聲音導(dǎo)航測(cè)距）的縮寫(xiě)。
聲吶技術(shù)至今已有100年歷史，它是1906年由英國(guó)海軍的劉易斯·尼克森所發(fā)明。他發(fā)明的第一部聲吶儀是一種被動(dòng)式的聆聽(tīng)裝置，主要用來(lái)偵測(cè)冰山。這種技術(shù)，到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用到戰(zhàn)場(chǎng)上，用來(lái)偵測(cè)潛藏在水底的潛水艇。
目前，聲吶是各國(guó)海軍進(jìn)行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù)，用于對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、分類(lèi)、定位和跟蹤；進(jìn)行水下通信和導(dǎo)航，保障艦艇、反潛飛機(jī)和反潛直升機(jī)的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)和水中武器的使用。此外，聲吶技術(shù)還廣泛用于魚(yú)雷制導(dǎo)、水雷引信，以及魚(yú)群探測(cè)、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測(cè)量和海底地質(zhì)地貌的勘測(cè)等。
和許多科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，社會(huì)的需要和科技的進(jìn)步促進(jìn)了聲吶技術(shù)的發(fā)展。
[編輯本段]工作的原理
聲波是觀察和測(cè)量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一詞作為名詞是“聲”的意思，作為動(dòng)詞就有“探測(cè)”的意思，可見(jiàn)聲與探測(cè)關(guān)系之緊密。
在水中進(jìn)行觀察和測(cè)量，具有得天獨(dú)厚條件的只有聲波。這是由于其他探測(cè)手段的作用距離都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人們也只能看到十幾米到幾
[編輯本段]結(jié)構(gòu)與分類(lèi)
聲吶裝置一般由基陣、電子機(jī)柜和輔助設(shè)備三部分組成。基陣由水聲換能器以一定幾何圖形排列組合而成，其外形通常為球形、柱形、平板形或線(xiàn)列行，有接收基陣、發(fā)射機(jī)陣或收發(fā)合一基陣之分。電子機(jī)柜一般有發(fā)射、接收、顯示和控制等分系統(tǒng)。輔助設(shè)備包括電源設(shè)備、連接電纜、水下接線(xiàn)箱和增音機(jī)、與聲吶基陣的傳動(dòng)控制相配套的升降、回轉(zhuǎn)、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置，以及聲吶導(dǎo)流罩等。
換能器是聲吶中的重要器件，它是聲能與其它形式的能如機(jī)械能、電能、磁能等相互轉(zhuǎn)換的裝置。它有兩個(gè)用途：一是在水下發(fā)射聲波，稱(chēng)為“發(fā)射換能器”，相當(dāng)于空氣中的揚(yáng)聲器；二是在水下接收聲波，稱(chēng)為“接收換能器”，相當(dāng)于空氣中的傳聲器（俗稱(chēng)“麥克風(fēng)”或“話(huà)筒”）。換能器在實(shí)際使用時(shí)往往同時(shí)用于發(fā)射和接收聲波，專(zhuān)門(mén)用于接收的換能器又稱(chēng)為“水聽(tīng)器”。換能器的工作原理是利用某些材料在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下發(fā)生伸縮的壓電效應(yīng)或磁致伸縮效應(yīng)。
聲吶的分類(lèi)可按其工作方式，按裝備對(duì)象，按戰(zhàn)術(shù)用途、按基陣攜帶方式和技術(shù)特點(diǎn)等分類(lèi)方法分成為各種不同的聲吶。例如按工作方式可分為主動(dòng)聲吶和被動(dòng)聲吶；按裝備對(duì)象可分為水面艦艇聲吶、潛艇聲吶、航空聲吶、便攜式聲吶和海岸聲吶等。
主動(dòng)聲吶：主動(dòng)聲吶技術(shù)是指聲吶主動(dòng)發(fā)射聲波“照射”目標(biāo)，而后接收水中目標(biāo)反射的回波以測(cè)定目標(biāo)的參數(shù)。大多數(shù)采用脈沖體制，也有采用連續(xù)波體制的。它由簡(jiǎn)單的回聲探測(cè)儀器演變而來(lái)，它主動(dòng)地發(fā)射超聲波，然后收測(cè)回波進(jìn)行計(jì)算，適用于探測(cè)冰山、暗礁、沉船、海深、魚(yú)群、水雷和關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)的隱蔽的潛艇；
被動(dòng)聲吶：被動(dòng)聲吶技術(shù)是指聲吶被動(dòng)接收艦船等水中目標(biāo)產(chǎn)生的輻射噪聲和水聲設(shè)備發(fā)射的信號(hào)，以測(cè)定目標(biāo)的方位。它由簡(jiǎn)單的水聽(tīng)器演變而來(lái)，它收聽(tīng)目標(biāo)發(fā)出的噪聲，判斷出目標(biāo)的位置和某些特性，特別適用于不能發(fā)聲暴露自己而又要探測(cè)敵艦活動(dòng)的潛艇。
[編輯本段]安裝及運(yùn)用
傳統(tǒng)上潛艇安裝聲吶的主要位置是在最前端的位置，由于現(xiàn)代潛艇非常依賴(lài)被動(dòng)聲吶的探測(cè)效果，巨大的收音裝置不僅僅讓潛艇的直徑水漲船高，原先在這個(gè)位置上的魚(yú)雷管也得乖乖讓出位置而退到兩旁去。
其他安裝在潛艇上的聲吶型態(tài)還包括安裝在艇身其他位置的被動(dòng)聲吶聽(tīng)音裝置，利用不同位置收到的同一訊號(hào)，經(jīng)過(guò)電腦處理和運(yùn)算之后，就可以迅速的進(jìn)行粗淺的定位，對(duì)于艇身較大的潛艇來(lái)說(shuō)比較有利，因?yàn)闇y(cè)量的基線(xiàn)較長(zhǎng)，準(zhǔn)確度較高。
另外一種聲吶稱(chēng)為“拖曳聲納”，因?yàn)檫@種聲吶裝置在使用時(shí)，以纜線(xiàn)與潛艇連接，聲吶的本體則遠(yuǎn)遠(yuǎn)的拖在潛艇的后面進(jìn)行探測(cè)，拖曳聲吶的使用大幅強(qiáng)化潛艇對(duì)于全方位與不同深度的偵測(cè)能力，尤其是潛艇的尾端。這是因?yàn)闈撏У奈捕送瑫r(shí)也是動(dòng)力輸出的部分，由于水流的聲音的干擾，位于前方的聲吶無(wú)法聽(tīng)到這個(gè)區(qū)域的訊號(hào)而形成一個(gè)盲區(qū)。使用拖曳聲吶之后就能夠消除這個(gè)盲區(qū)，找出躲在這個(gè)區(qū)域的目標(biāo)。
有趣的是，聲吶并非人類(lèi)的專(zhuān)利，不少動(dòng)物都有它們自己的“聲吶”。蝙蝠就用喉頭發(fā)射每秒10-20次的超聲脈沖而用耳朵接收其回波，借助這種“主動(dòng)聲吶”它可以探查到很細(xì)小的昆蟲(chóng)及0．
海豚聲吶的靈敏度很高，能發(fā)現(xiàn)幾米以外直徑0．
多種鯨類(lèi)都用聲來(lái)探測(cè)和通信，它們使用的頻率比海豚的低得多，作用距離也遠(yuǎn)得多。其他海洋哺乳動(dòng)物，如海豹、海獅等也都會(huì)發(fā)射出聲吶信號(hào)，進(jìn)行探測(cè)。
終身在極度黑暗的大洋深處生活的動(dòng)物是不得不采用聲吶等各種手段來(lái)搜尋獵物和防避攻擊的，它們的聲吶的性能是人類(lèi)現(xiàn)代技術(shù)所遠(yuǎn)不能及的。解開(kāi)這些動(dòng)物聲吶的謎，一直是現(xiàn)代聲吶技術(shù)的重要研究課題。
[編輯本段]影響的因素
影響聲吶工作性能的因素除聲吶本身的技術(shù)狀況外，外界條件的影響很?chē)?yán)重。比較直接的因素有傳播衰減、多路徑效應(yīng)、混響干擾、海洋噪聲、自噪聲、目標(biāo)反射特征或輻射噪聲強(qiáng)度等，它們大多與海洋環(huán)境因素有關(guān)。例如，聲波在傳播途中受海水介質(zhì)不均勻分布和海面、海底的影響和制約，會(huì)產(chǎn)生折射、散射、反射和干涉，會(huì)產(chǎn)生聲線(xiàn)彎曲、信號(hào)起伏和畸變，造成傳播途徑的改變，以及出現(xiàn)聲陰區(qū)，嚴(yán)重影響聲吶的作用距離和測(cè)量精度?，F(xiàn)代聲吶根據(jù)海區(qū)聲速--深度變化形成的傳播條件，可適當(dāng)選擇基陣工作深度和俯仰角，利用聲波的不同傳播途徑(直達(dá)聲、海底反射聲、會(huì)聚區(qū)、深海聲道)來(lái)克服水聲傳播條件的不利影響，提高聲吶探測(cè)距離。又如，運(yùn)載平臺(tái)的自噪聲主要與航速有關(guān)，航速越大自噪聲越大，聲吶作用距離就越近，反之則越遠(yuǎn)；目標(biāo)反射本領(lǐng)越大，被對(duì)方主動(dòng)聲吶發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)；目標(biāo)輻射噪聲強(qiáng)度