声纳系统工作原理：主动声纳和被动声纳到底差在哪
创始人
2026-10-22 08:57:59

声纳系统说白了就是水下的眼睛和耳朵。电磁波在水里衰减得厉害，几米就没了，所以水下探测基本靠声波。声纳就是发射或者接收声波，再从中提取目标信息的整套系统。

主动声纳是自己喊一声再听回音。换能器把电信号变成声波发射出去，声波碰到目标反射回来，接收阵收到回波后，根据往返时间算距离，根据多普勒频移算相对速度，根据波束方向判断方位。鱼探仪、测深仪、水下机器人避障用的都是这个原理。

被动声纳不发声，只监听。它靠目标自己发出的噪声，比如螺旋桨的转动声、发动机的机械噪声，来判断有没有目标、在哪个方向。潜艇上用得最多，因为自己不发射就不会暴露位置。缺点是目标越安静越难发现，现代潜艇的降噪技术让被动探测越来越吃力。

关键技术在两块。一块是换能器和阵列，单个换能器指向性很差，做成阵列之后通过波束成形把接收能量聚焦到某个方向，相当于听得更准。另一块是信号处理，匹配滤波能在噪声里把已知波形的回波捞出来，FFT做频谱分析，还有各种抗混响的算法。

水声环境的麻烦事不少。海面和水底会反射，形成多径；水中悬浮物和气泡产生混响，把弱小目标盖住；温度、盐度变化会形成温跃层，声波穿过时发生折射，探测距离和方向都会受影响。所以同一套设备在不同海域的表现可能差很多。

民用领域其实很常见。渔船上的探鱼声纳、航道测深的多波束声纳、水下结构物检测的侧扫声纳，都属于这个范畴。选型时主要看频率：低频传播远但分辨率低，高频分辨率高但衰减快，具体用哪种得看探测距离和目标尺寸的要求。

声纳系统 主动声纳 被动声纳 水声探测
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