第一篇：倒車?yán)走_案例原理與測試說明

“倒車?yán)走_”案例原理與測試說明 程序設(shè)計目標(biāo)及程序運行效果說明

程序設(shè)計目標(biāo)：利用超聲波測距模塊和無源蜂鳴器，實現(xiàn)類似類似倒車?yán)走_的功能，并有距離顯示在數(shù)碼管上。程序運行效果說明：程序中距離顯示分為七個階段：

①distance>800mm②500mm

當(dāng)距離distance不斷減小時，蜂鳴器響聲越來越急促。程序相關(guān)電路及工作原理說明

2.1 LED數(shù)碼管電路

2.2 超聲波測距模塊電路圖

2.3 無源蜂鳴器電路

2.4 工作原理

本實驗就是綜合運用超聲波模塊和蜂鳴器模塊。程序中利用三個定時器：

(1)定時器0，用于測量超聲波測量模塊接收端持續(xù)高電平的時間。(2)定時器1，每隔60ms中斷一次，使得超聲波模塊發(fā)出信號。

(3)定時器2，用于控制蜂鳴器beep端反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生方波。注意不同距離情況下，蜂鳴器發(fā)聲的間隔不同。

第二篇：倒車?yán)走_故障排查和工作原理

1)倒車?yán)走_的工作原理: 2)倒車?yán)走_的種類: 3)如何選購倒車?yán)走_: 4)倒車?yán)走_的準(zhǔn)確度: 5)倒車?yán)走_的靈敏度 6)關(guān)于雷達的安裝問題? 7)雷達安裝時要注意什么?

8)問:為什么我的倒車?yán)走_安裝后,會產(chǎn)生誤報,或是不停地報警,如何處理?

資料更新中………………………………………………….1)倒車?yán)走_的工作原理:

倒車?yán)走_的主要作用是在倒車時，利用超聲波原理，由裝置于車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波撞擊障礙物后,反射此聲波回到探頭，探頭把數(shù)

據(jù)交給雷達主機,讓主機計算車體與障礙物之間的實際距離,通過顯示器,聲音等方式告訴駕駛者,使停車和倒車更容易、更安全。

倒車?yán)走_系統(tǒng)的組成：1．主機２．顯示器３．探頭２～８個

四探頭的倒車?yán)走_:電源接倒車燈的正和負(fù),當(dāng)你一掛倒檔,雷達通電開始工作.6到8探倒車?yán)走_:探頭為車前2到4探, 車后為4探, 車后探頭電源接倒車燈的正和負(fù),當(dāng)你一掛倒檔,雷達通電開始工作.車前探頭電源是接剎車燈,車前進時,踩剎車,車前探頭開始工作，2)倒車?yán)走_的種類:

現(xiàn)在市面上的倒車?yán)走_產(chǎn)品可按探頭數(shù)目來分類，有2、3、4、6、8等多種探頭數(shù)的產(chǎn)品可選。一般探頭數(shù)目越多，盲區(qū)就越少，用戶選購最 多的是2—4個探頭的產(chǎn)品，它們直接安裝在汽車后面的保險桿上。6—8個探頭的倒車?yán)走_，可以把探頭按照前2/4，后4的方式安裝，這樣倒車

雷達除了能夠探測到車后的位置，還能探測到車身前面左、右兩邊的位置。

按照提示方式，倒車?yán)走_可分為VFD顯示,液晶顯示屏提示、語音提示,聲音等方式

3)如何選購倒車?yán)走_:

目前汽車市場上倒車?yán)走_種類繁多，價格也是高低不等，淘友你,應(yīng)該如何選擇倒車?yán)走_產(chǎn)品呢?其實如何我們在這里說很多的技術(shù)參數(shù),相信

對大多淘友來說,是沒用,因為網(wǎng)購,又看不到實物,多說也沒用.我們從事倒車?yán)走_已多年,以下按我個經(jīng)驗為淘友你說說,如有不認(rèn)同,請與我們 交流,謝謝.首先不得不說一下雷達精確度,這是最多淘友關(guān)心的問題:

準(zhǔn)確度是受到很多因素影響的，車后的障礙物不同，得到的數(shù)據(jù)會不同，如車后的障礙物是：活動的人體，高速運動的汽車，小圓柱等等，他

們得到的數(shù)據(jù)就會不同，因為不同物體,反射回來的超聲波或多或少,所以主機計算出來的數(shù)據(jù)也有所不同,:“二狼神”倒車?yán)走_如果對著一面墻 體,慢速測試，可以得到很高的準(zhǔn)確度.不得不再說一下靈敏度: 這點很多人會有一個誤區(qū)，雷達不是靈敏度越高越好，當(dāng)然，也不是說低就是好，是取一個適中的度數(shù)，這個靈敏度是廠家通過測試而調(diào)節(jié)好 的,有的廠家不管產(chǎn)品,只看到車友的愛好,把靈敏度調(diào)到最高,這樣會使雷達出現(xiàn)很多誤報的情況,如:雨天因雨水粘在探頭表面,產(chǎn)生誤報,或是 因為風(fēng)大,吹著探頭,也產(chǎn)生誤報等等.再次不得不說一下雷達探測技術(shù):

多說沒用,雷達測距離,是一個很成熟的技術(shù),其實每個廠家,撐握的技術(shù)都一樣,不會有很明顯的差別,只是看廠家是否注重自己的品牌,關(guān)注自

己產(chǎn)品質(zhì)量.,山寨產(chǎn)品,就不好說啦,如何選擇的是品牌的,i不管是“二狼神”還是任何一款品牌產(chǎn)品,都應(yīng)該不會有問題.4)倒車?yán)走_的準(zhǔn)確度:

準(zhǔn)確度是受到很多因素影響的，車后的障礙物不同，得到的數(shù)據(jù)會不同，如車后的障礙物是：活動的人體，高速運動的汽車，小圓柱等等，他

們得到的數(shù)據(jù)就會不同，因為不同物體,反射回來的超聲波或多或少,所以主機計算出來的數(shù)據(jù)也有所不同,:“二狼神”倒車?yán)走_如果對著一面墻 體,慢速測試，可以得到很高的準(zhǔn)確度.5)倒車?yán)走_的靈敏度

這點很多人會有一個誤區(qū)，雷達不是靈敏度越高越好，當(dāng)然，也不是說低就是好，是取一個適中的度數(shù)，這個靈敏度是廠家通過測試而調(diào)節(jié)好 的,有的廠家不管產(chǎn)品,只看到車友的愛好,把靈敏度調(diào)到最高,這樣會使雷達出現(xiàn)很多誤報的情況,如:雨天因雨水粘在探頭表面,產(chǎn)生誤報,或是 因為風(fēng)大,吹著探頭,也產(chǎn)生誤報等等.6)關(guān)于雷達的安裝問題?

有很多淘友會問到,在網(wǎng)上購買了產(chǎn)品,自己不會安裝,如何辦,如果自己不懂,可以找汽車美容,汽車維修店安裝,還有淘友擔(dān)心他們不給安裝如

何辦,這可有點過于擔(dān)心啦,你出錢,他們出工時,怎么會不給安裝呢,他們可是有錢賺的,一個雷達安裝工時在1個小時內(nèi).一個小時賺幾十元,就 現(xiàn)在這市道,已相當(dāng)不錯啦,但也不排除有的安裝店素質(zhì)不好,他們店里有同類產(chǎn)品,他們想你在他哪里購買并安裝,多賺點.也會對你在本店購買 的產(chǎn)品加于貶低,在深圳,我們?yōu)楹芏嗥嚸廊?汽車維修店都有提供產(chǎn)品,他們的產(chǎn)品標(biāo)價就會比我們在淘寶上銷售的價格貴上一倍,其實他們 的處境和心理,我們細想一下,都可以明白和理解的.我們在本地,也提供安裝,歡迎本地淘友上門安裝.看好產(chǎn)品,聯(lián)系我們,倒車?yán)走_的安裝費用 ,一般是在60元到80元間 7)雷達安裝時要注意什么?

倒車?yán)走_安裝時,應(yīng)該注意探頭安裝的高度,一般需求到距離地面50CM左右,在每個探頭后,有一個UP小箭頭標(biāo)致,箭頭一般是向上,但不同車型，有的保險杠彎度不一樣,有時需要調(diào)節(jié)一下的.安裝時,挺別要注意,別讓探頭探測到地面,產(chǎn)生誤報的.很多淘友在安裝時,特別是自己安裝時會 出現(xiàn)這問題，8)問:為什么我的倒車?yán)走_安裝后,會產(chǎn)生誤報,或是不停地報警,如何處理? 如果出現(xiàn)這種情況,會有好幾個因素影響到 ,第一:雷達其中一個探頭角度沒有安裝好,工作時,探測到地面,產(chǎn)生誤報.第二:雷達主機,安裝在一個磁性很強的區(qū)域內(nèi),如果汽車音響喇叭旁邊等

第三:雷達探頭是一個振動的原件,因為開孔剛好,把探頭壓得太緊而讓他工作異常.(有經(jīng)驗的技工會把開孔邊輕微修整一下)

第四:探頭表面有臟物,或探頭表面縫隙處有細小東西

第五:探頭或接頭有問題(當(dāng)誤報警時,顯示器上顯示數(shù)據(jù)不為00時,而是帶有數(shù)字變化,如:0.4 0.6 0.8………….此原因排除,查看第一, 二,三,四原因)

第六:主機有問題(當(dāng)誤報警時,顯示器上顯示數(shù)據(jù)不為00時,而是帶有數(shù)字變化,如:0.4 0.6 0.8 …………..此原因排除,查看第一, 二,三,四原因)

解決辦法:

當(dāng)誤報警時,顯示器上顯示數(shù)據(jù)不為00時,而是帶有數(shù)字變化,如:0.4 0.6 0.8…………..等變化時,可以確定不屬于第五,第六問題,這時

查看第一,二,三,四原因,要找到問題所以,我們先找到是哪個探頭在誤報,通過顯示器,我們很容易查看和排除出哪個探頭,找出誤報探頭,我們 分別進行第一,二,三,四原因排除，第一:原因:排除方法:對探頭角度調(diào)整,探頭后有一個UP,小箭頭標(biāo)致,一般向上,有的車型保險杠特別,需要調(diào)節(jié)一下 第二原因:把主機移開測試

第三原因:輕微修整一下開孔,但別把孔開弄大了哦,只是修整一下邊 第四原因:清除臟物

較笨,但最為簡單,實用的排除方法:

排除第五,第六原因后,我們把接在主機的所以探頭拔掉后,在通電的情況下,分別再單獨把探頭接回主機,每次測試時,主機上保證只接一個探頭 ,一個一個探頭進行測試,找出誤報探頭,進行第一,第二,第三,第四原因排除, 如果條件充許,單獨手拿著探頭,對空曠的地方探測, 原因總結(jié):如果出現(xiàn)誤報,首先我們觀看顯示器,如果顯示器上的數(shù)字為:00 不變化時,第五,第六原因占多, 當(dāng)顯示器上顯示不為:00 而是有數(shù)字變化,一定不會是第五,第六原因, 而是第一,第二,第三,第四其它原因之一.

第三篇：《倒車?yán)走_》教學(xué)設(shè)計（范文）

《倒車?yán)走_》教學(xué)設(shè)計

學(xué)習(xí)目標(biāo)

科學(xué)和工程： ? 超聲波

? 獲取、評估和交流信息 數(shù)學(xué)：

? 使用數(shù)學(xué)方法建模

? 繪制、構(gòu)造和描述幾何圖形及這些圖形之間的關(guān)系 技術(shù)：

? 在超聲波傳感器的幫組下，對機器人的移動進行控制 ? 對中型電機模塊的使用

一、聯(lián)系

此部分用時5分鐘

在車上，由于駕駛員視線的限制，存在很多盲區(qū)。很多新手司機倒車技術(shù)有限，停車成了他們的一個難題。有的車上裝有倒車?yán)走_，司機可以在沒有他人幫忙的情況下通過車內(nèi)的雷達提示音進行倒車。

本節(jié)課里，機器人將挑戰(zhàn)“倒車”任務(wù)，即機器人能夠檢測到障礙物，并及時做出反應(yīng)動作。例如，機器人倒退行駛，檢測到距后方墻壁10cm時停止。這里我們需要為機器人增加一個“超聲波傳感器”。

人類耳朵能聽到的聲波頻率為20Hz~20KHz。當(dāng)聲波的振動頻率小于20Hz或大于20KHz時，我們就聽不見了。因此，我們把頻率高于20KHz的聲波稱為“超聲波”。超聲波方向性好，穿透能力強，在水中傳播距離遠。

任務(wù)挑戰(zhàn)

1． 設(shè)計裝有超聲波傳感器的機器人。2． 讀取機器人與障礙物的距離。

3． 編寫程序，使機器人檢測到障礙物后及時停止。

二、建構(gòu)

此部分用時10-15分鐘

1.選擇一個障礙物。將書本、墻壁、樂高整理箱或者前面用到的顏色方塊，作為障礙物，用于超聲波識別。2.認(rèn)識超聲波傳感器。

3.設(shè)計一個超聲波傳感器并與驅(qū)動基座相連。4.認(rèn)識“等待（超聲波傳感器）”模塊。首先在流程控制類找到等待模塊，選擇“超聲波傳感器”，點擊“更改”，選擇“距離（厘米）”。

5.編寫機器人檢測障礙物的程序。機器人前進，行駛至距障礙物10cm處停止。

程序概述： 開始

移動轉(zhuǎn)向裝置—開啟—功率[20] 等待—超聲波傳感器—更改距離 厘米[減少，10] 移動轉(zhuǎn)向裝置—關(guān)閉

將顏色塊放在3號場地圖的位置7.1上，將機器人放在3號場地圖的起始位置7上，然后運行程序。

描述程序的各個部分使機器人執(zhí)行的動作。

我的機器人向前移動，直至它在超聲波傳感器前方10厘米處檢測到物體。檢測到后，電機停止旋轉(zhuǎn)。

三、反思 此部分用時10-15分鐘

1.想一想，我們身邊哪些設(shè)施上應(yīng)用了超聲波傳感器？ 2.如何讓機器人遇到障礙物時避開障礙物繼續(xù)前行？

四、延續(xù)

設(shè)計一個智能倒車?yán)走_，使機器人距離障礙物遠時發(fā)出緩緩的提示音，距離障礙物近時發(fā)出急促的提示音。

第四篇：汽車倒車?yán)走_汽車倒車?yán)走_市場調(diào)研報告

汽車倒車?yán)走_市場調(diào)研報告

一、調(diào)查目的：

隨著汽車的普及，越來越多的家庭擁有了汽車。交通擁擠狀況也隨之出現(xiàn)，撞車事件也是經(jīng)常發(fā)生，人們在享受汽車帶來的樂趣和方便的同時，更加注重的是汽車的安全性，許多“追尾”事故都與車距有著密切的關(guān)系。為了解決這個安全問題，設(shè)計一種汽車測距防撞報警系統(tǒng)勢在必行。

二.調(diào)查意義

根據(jù)相關(guān)資料對各年汽車事故的分析結(jié)果，得出在駕駛員、汽車和道路三個環(huán)節(jié)中，駕駛員這一環(huán)節(jié)的可靠性低于另外兩個環(huán)節(jié)。80%以上的車禍?zhǔn)怯捎隈{駛員反應(yīng)不夠迅速或者誤判所引起的，特別是在汽車高速行駛情況下，超過65%的車輛相撞是追尾相撞。此外汽車倒車，僅靠后視鏡有視覺盲區(qū)，亦常出現(xiàn)撞車、撞人、撞物的意外事故。據(jù)統(tǒng)計, 在危險情況下, 如果能給駕駛員0.5s的預(yù)處理時間, 則能夠減少30%的汽車追尾事故、50%路面相關(guān)事故、60%的迎面撞車事故, 這說明了安全報警系統(tǒng)的作用, 因而在汽車防撞裝置還應(yīng)具有報警系統(tǒng)。

汽車倒車防撞系統(tǒng)可以在司機倒車時，檢測后方靠近車身的障礙物，在距離過短時及時以報警的方式告知駕駛員，可以避免因后視鏡的視覺盲區(qū)而出現(xiàn)與障礙物的碰撞，起到倒車輔助功能。在汽車前進時也

可以開啟倒車防撞系統(tǒng)，用以檢測后方靠近的車輛，及時提醒駕駛員做出判斷。因此，研究開發(fā)汽車防撞等主動式汽車輔助安全裝置，對

于減少交通事故和經(jīng)濟損失具有重要意義。

三、倒車?yán)走_的市場狀況

（一）倒車?yán)走_的市場前景

中國國家汽車行業(yè)“十五”規(guī)劃研究組預(yù)測； 2005年和2010

年，全國轎車保有量將分別達到843—869萬輛和1423—1542萬輛。2004年我國轎車的銷售量為232萬輛，2005年我國轎車的銷量預(yù)計高達275萬輛，同比增長18.5%；未來五年，國內(nèi)轎車需求量以兩位數(shù)的速度快速增長，尤其值得關(guān)注的是中高檔轎車的私人消費迅速升溫，中高檔轎車已成為市場需求主流。另據(jù)國際汽車制造商協(xié)會（DICA）最近預(yù)測，中國將成為第四大汽車市場，同時也將成為全球汽車配套服務(wù)產(chǎn)業(yè)的第四大市場，汽車用品及服務(wù)行業(yè)正趕上歷史上從未有過的空前繁榮期。根據(jù)國際慣例，汽車生產(chǎn)廠商的利潤與汽車用品及今后服務(wù)行業(yè)的利潤之比在1：10以上，另據(jù)有關(guān)專業(yè)機構(gòu)統(tǒng)計，目前有車一族用于每輛新購汽車的平將裝璜費用4500元。在歐美國家，轎車倒車?yán)走_的安裝使用率達80％以上，而我國目前轎車（高、中、低檔次的轎車）的平均安裝率只有10％左右。隨著國產(chǎn)中高檔車產(chǎn)量和需求量的快速攀升，倒車?yán)走_的需求量將進入快速增長期，倒車?yán)走_市場前景廣闊。

（二）系統(tǒng)組成和工作原理

(1)功能：功能較齊全的倒車?yán)走_應(yīng)該有距離顯示、聲音/語音報警、區(qū)域警示和方位指示、探頭自動檢測等。

(2)性能：性能主要從探測范圍、準(zhǔn)確性、顯示穩(wěn)定性和捕捉目標(biāo)速度來考慮，要求是測得準(zhǔn)、測得穩(wěn)、范圍寬和捕捉速度快。

(3)外觀工藝：作為汽車的內(nèi)外裝飾件，要考慮顯示器和探頭安裝后是否美觀，與車是否協(xié)調(diào)。從探頭外形看，可以選擇的有紐扣式和融合式兩種。紐扣式的探頭表面是平的，融合式探頭表面是有造型變化的，追求與后保險杠的自然過渡。從尺寸上看，有超小型、中型和較大尺寸的，主要取決于車后保險杠的大小和個人偏好。從顏色上看，應(yīng)選擇與汽車保險杠相同或相近的顏色。

顯示器應(yīng)根據(jù)駕駛員的倒車習(xí)慣選用前置式或后置式的，有的產(chǎn)品可以同時使用兩個顯示器。

(4)質(zhì)量與可靠性：倒車?yán)走_作為汽車用品，對其質(zhì)量和可靠性應(yīng)有比較高的要求，尤其是探頭的質(zhì)量直接關(guān)系到倒車?yán)走_所應(yīng)起的作用，特別是產(chǎn)品的靈敏度、是否存在盲區(qū)、產(chǎn)品是否正常工作等。此外，質(zhì)量好的產(chǎn)品提供的服務(wù)較好，承諾的包換期和包修期比較長。

（三）汽車倒車?yán)走_的發(fā)展 水平

倒車?yán)走_的快速發(fā)展始于20世紀(jì)末21世紀(jì)初，經(jīng)過幾年的時間，隨著技術(shù)發(fā)展和用戶需求的變化，倒車?yán)走_在幾年的時間里大致經(jīng)過了六代的演變。

第一代：倒車時通過喇叭提醒?！暗管囌堊⒁狻?！想必不少人還記得這種聲音，這就是倒車?yán)走_的第一代產(chǎn)品，只要司機掛上倒檔，它就會響起，提醒周圍的人注意，不能算真正的倒車?yán)走_，基本屬于淘汰產(chǎn)品。

第二代：采用蜂鳴器不同聲音提示駕駛員。這是倒車?yán)走_系統(tǒng)的真正開始。倒車時，如果車后1.8m～1.5m處有障礙物，蜂鳴器就會開始工作。蜂鳴聲越急，表示車輛離障礙物越近。但沒有語音提示，也沒有距離顯示，雖然司機知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠，對駕駛員幫助不大。

第三代：數(shù)碼波段顯示具體距離或者距離范圍。這代產(chǎn)品比第二代進步很多，可以顯示車后障礙物離車體的距離。如果是物體，在1.8m開始顯示；如果是人，在0.9m左右的距離開始顯示。這一代產(chǎn)品有兩種顯示方式，數(shù)碼顯示產(chǎn)品顯示距離數(shù)字，而波段顯示產(chǎn)品由3種顏色來區(qū)別：綠色代表安全距離；黃色代表警告距離；紅色代表危險距離，必須停止倒車。第三代產(chǎn)品把數(shù)碼和波段組合在一起，比較實用，但安裝在車內(nèi)影響美觀。

第四代：液晶屏動態(tài)顯示。不用掛倒檔，只要發(fā)動汽車，顯示器上就會出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤上，安裝很方便。不過LCD外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強，所以誤報也較多。

第五代：魔幻鏡倒車?yán)走_。結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點，采用了最新仿生超聲雷達技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測知2m以內(nèi)的障礙物，并以不同等級的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。魔幻鏡倒車?yán)走_可以把后視鏡、倒車?yán)走_、免提電話、溫度顯示和車內(nèi)空氣污染顯示等多項功能整合在一起，并設(shè)計了語音功能。因為其外形就是一塊倒車鏡，所以可以不占用車內(nèi)空間，直接安裝在車內(nèi)后視鏡的位置。而且顏色款式多樣，可以按照個人需求和車內(nèi)裝飾選配。

第六代：專為高檔轎車生產(chǎn)。第六代產(chǎn)品在第五代的基礎(chǔ)上新增了很多功能：外觀上看，比第五代產(chǎn)品更為精致典雅；功能上看，它除了具備第五代產(chǎn)品的所

有功能之外，還整合了高檔轎車具備的影音系統(tǒng)，可以在顯示器上觀看DVD影像。

（四）發(fā)展前景

(1)由加裝向原裝發(fā)展。越來越多的汽車在出廠時配有倒車?yán)走_。

(2)原裝倒車?yán)走_車型呈現(xiàn)高檔→中檔→低檔的發(fā)展態(tài)勢。

(3)由主流探頭向更多探頭發(fā)展。

（4）功能更加強大，集成音響和音像播放功能。

(5)設(shè)備趨于小型化、人性化、智能化。

四 結(jié)語

汽車市場的快速發(fā)展將帶動倒車?yán)走_市場的繁榮。國內(nèi)倒車?yán)走_主流市場已經(jīng)開始由進口高檔汽車向中低檔汽車發(fā)展；技術(shù)上向著單芯片功能集成、靈敏度更高、可視化等方向發(fā)展；后裝市場競爭激烈，前裝市場將是倒車?yán)走_生產(chǎn)廠商的低風(fēng)險高回報所在。

第五篇：雷達原理與應(yīng)用

雷達與聲納的共性及差別是什么？

雷達是利用無線電技術(shù)進行偵察和測距的設(shè)備。它可以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并可決定其存在的距離及方向。雷達將無線電波送出，然后經(jīng)遠距離目標(biāo)物的反射，而將此能量送回雷達的記發(fā)機。記發(fā)機與目標(biāo)物間的距離，可由無線電波傳雷達的目標(biāo)物，再由目標(biāo)物回到雷達所需的時間計算出。雷達的基本原理與無線電通訊系統(tǒng)的原理同時被人所發(fā)現(xiàn)。赫茲與馬可尼兩人都曾用超短波試驗其反射情形，這也就是所謂雷達回波。赫茲用金屬平面及曲面證明，電波的反射完全合乎光的反射定律。同時赫茲度量脈沖的波長及頻率，并且計算其速度也發(fā)現(xiàn)與光相同，這也就是所謂的電磁輻射。雷達送出短暫的電波訊號的程序，稱為脈沖程序。雷達的基本作用原理有些相似于聲波的回聲。唯一與聲波測量距離的不同點，在于雷達系統(tǒng)具有一指示器，指示器中包含有一個與電視收像管相同的觀察管。此管可將雷達所發(fā)出的脈沖及回波，同時顯示于其標(biāo)有距離的基線上。還有其他指示器，使雷達借天線所搜索的資料，制成一個圖，從圖上立即可以定出目標(biāo)物的區(qū)域距離及方向。因為雷達的作用完全是借電波的反射原理而成，所以必須用頻率在1000兆赫到10 000兆赫的類光微波方行。雷達所發(fā)射的電波可借拋物面形的反射器，使其成為極度聚焦的波束，這就像探照燈所射出的光束一樣。此波束借旋轉(zhuǎn)天線及拋物體形反射器的精密控制，有系統(tǒng)地對空間進行搜索。當(dāng)波束從目標(biāo)物反回來時，天線所指的方向，就表示目標(biāo)物對天線的水平方位角。以角度為單位所表示的水平方位角，通常都顯示于指示器上。為了決定目標(biāo)物與雷達間的距離，雷達的發(fā)射脈沖距接收到回波的時間，必須精確測定。因為雷達電波在空中以每秒約30萬公里的光速進行，因此在每微秒的時間內(nèi)，電波行進約為300米。由于雷達脈沖必須從雷達行至目標(biāo)物，再由目標(biāo)物回到雷達，但目標(biāo)物距雷達的距離，為雷達脈沖總行程的一半。約為每微秒l50米。此時間可利用電子束在陰極射線管的屏幕上，以直線掃描指示出。借電子束，以已知變動率（如以每微秒0.01米）作水平偏向，因此電子束打在螢光屏上所留的痕跡，就形成一個時間標(biāo)度，或直接用尺，來表示。如雷達天線送出一個1微秒長的脈沖，同時指示器的陰極射線管電子束在屏幕上，以每100微秒0.0254米的變動率開始掃描。再假設(shè)雷達脈沖在30000米的距離從一飛機反射回天線。當(dāng)1微秒長的脈沖離開天線的同時，在雷達指示器的左側(cè)也顯示出一個0.025厘米長的主脈沖（發(fā)射脈沖）。由天線發(fā)射的脈沖，到飛機進行了30000米的距離，需時100微秒，然后反回天線也需100微秒。結(jié)果微弱的脈沖回波也顯示于指示器上，其與主脈沖之間有5厘米的距離，或指示為200微秒。由于脈沖本身有1微秒的長度，所以量度距離時，必須量度兩脈沖的前緣間距離。由于回波信號太弱，所以一個單一回波信號顯示于指示器，很難被發(fā)現(xiàn)。因此回波信號，必須于每秒內(nèi)，在指示器上重復(fù)顯示數(shù)次，顯示的方法是借電子束隨天線掃描的速率（通常天線以每分鐘15到20轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動）在指示器上掃描而得。雷達無論在平時及戰(zhàn)時，都已被廣泛的應(yīng)用。在二次世界大戰(zhàn)時使用雷達的目的，只是為了預(yù)知敵機的接近。用于預(yù)警網(wǎng)的預(yù)警雷達，預(yù)警雷達天線都是極大的轉(zhuǎn)動拋物面形反射天線，或靜止雙極矩陣天線。戰(zhàn)時雷達的應(yīng)用很快就被擴展到地面攔截控制，以及高射炮和探照燈的方向控制等。這些所謂的射擊控制雷達不僅能察知敵機的所在，并能自動決定高射炮的發(fā)射方向及使其發(fā)射。由于雷達可度量其與目標(biāo)物間的距離，當(dāng)然也可以從飛機上測量距地面的垂直高度。常用的各種脈沖式雷達就可度量一架飛機的高度，供飛行員飛行的參考。然而對很低的高度（低于1000米），因距離太近，脈沖式雷達的回波有與其發(fā)射出的主脈沖合并的趨勢。因此大多數(shù)雷達測高儀都不用脈沖輸出，而用等幅調(diào)頻電波。雷達測高儀的發(fā)射天線，送出一垂直無線電波束，此電波的頻率連續(xù)不斷的變化。當(dāng)信號離開發(fā)射天線的瞬間，其信號的頻率為某一頻率。然后當(dāng)信號由地反射回到測高儀的接收天線后，因接收機內(nèi)有一相位鑒別器（或簡稱為鑒相器），鑒相器可將接收到的回波，與正在發(fā)射出的 1 信號頻率（或相角）作一比較。因為當(dāng)回波回到接收天線，已經(jīng)過了一段時間，當(dāng)然此時發(fā)射天線所發(fā)信號的頻率，也已改變。利用已知每秒周數(shù)的頻率偏差，就可決定出電波由發(fā)射天線到地，在回到接收天線的時間，因此可計算出飛機距地的高度。關(guān)于電波往來所需的時間與相應(yīng)的高度，事先已經(jīng)算出，并直接標(biāo)示在指示器上，所以可以直接從指示器上讀出飛機的高度數(shù)值。除此之外，雷達還可以用在飛機和船舶的導(dǎo)航，作為某一城市、機場，高山或某一特定點的辨別符號用的雷達指標(biāo)，都已事先標(biāo)示于航行圖上。

聲納的組成和工作原理

聲納是利用水聲傳播特性對水中目標(biāo)進行傳感探測的技術(shù)設(shè)備,用于搜索、測定、識別和跟蹤潛艇和其他水中目標(biāo),進行水聲對抗,水下戰(zhàn)術(shù)通信、導(dǎo)航和武器制導(dǎo)、保障艦艇、反潛飛機的戰(zhàn)術(shù)機動和水中武器的使用等。聲納的工作原理是回聲探測法。這個方法是在第一次世界大戰(zhàn)期間研究出來的。用送入水中的聲脈沖探測目標(biāo),聲脈沖碰到目標(biāo)就反射回來,返回聲源(有所減弱)后被記錄下來。如果知道脈沖的往返時間,并且知道超聲在水中的傳播的速度,就可以很精確地測定出目標(biāo)的距離。這當(dāng)然是很有價值的,尤其是在軍事上。根據(jù)海洋聲學(xué)的歷史記載,意大利物理學(xué)家達〃芬奇曾于1490 年寫過這樣一段話:“如果使船停航,把一根長管的一端插入水中,而另一端貼緊耳朵,則能聽到遠處的航船?！边@實際上是水下被動式聲納設(shè)備的雛形。

聲納按其工作方式可分為被動式聲納和主動式聲納,現(xiàn)在的綜合聲納兼有以上兩種形式。被動式聲納又稱為噪聲聲納,主要由換能器基陣(由若干個換能器按照一定規(guī)律排列組織組合而成)、接火機、顯示控制臺和電源等組成。當(dāng)水中、水面目標(biāo)(潛艇、魚雷、水面艦艇等)在航行中,其推進器和其他機械運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲,通過海水介質(zhì)傳播到聲納換能器基陣時,基陣將聲波轉(zhuǎn)換成電信號傳送給接收機,經(jīng)放大處理傳送到顯示控制臺進行顯示和提供聽測定向。被動式聲納主要搜索來自目標(biāo)的聲波,其特點是隱蔽性、保密性好,識別目標(biāo)能力強,偵察距離遠,但不能偵察靜止無聲的目標(biāo),也不能測出目標(biāo)距離。

主動式聲納又稱回聲聲納,主要由換能器基陣、發(fā)射機、接收機、收發(fā)轉(zhuǎn)換裝臵、終端顯示設(shè)備、系統(tǒng)控制設(shè)備和電源組成。在系統(tǒng)控制設(shè)備的控制下,發(fā)射機產(chǎn)生以某種形式調(diào)制的電信號,經(jīng)過發(fā)射換能器變成聲信號發(fā)送出去當(dāng)聲波信號在傳播途中遇到目標(biāo)時,一部分聲能被反射回接收換能器再轉(zhuǎn)換成電信號,送入接收機進行放大處理,根據(jù)聲信號反射回來的時間和頻率的高低來判斷目標(biāo)的方位、距離和速度,在終端顯示設(shè)備上顯示出來。主動聲納可以探測靜止無聲的目標(biāo),并能測出其方位和距離。但主動發(fā)射聲信號容易被敵方偵聽而暴露自己,且探測距離短。

聲納由發(fā)射機、換能器、接收機、顯示器、定時器、控制器等主要部件構(gòu)成。發(fā)射機制造電信號，經(jīng)過換能器（一般用壓電晶體），把電信號變成聲音信號向水中發(fā)射。聲信號在水中傳遞時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標(biāo)，就會被反射回來，反射回的聲波被換能器接收，又變成電信號，經(jīng)放大處理，在熒光屏上顯示或在耳機中變成聲音。根據(jù)信號往返時間可以確定目標(biāo)的距離，根據(jù)聲調(diào)的高低等情況可以判斷目標(biāo)的性質(zhì)。例如，目標(biāo)是潛艇，潛艇是鋼質(zhì)外殼，回聲不僅清晰，而且還有拖長的回鳴；魚群的回聲則低沉而混亂。目標(biāo)如果是運動的，那么由于“多普勒效應(yīng)”，回聲的音調(diào)應(yīng)有所變化：音調(diào)不斷變高，說明目標(biāo)正向他們靠攏；音調(diào)不斷變低，說明目標(biāo)離我們遠去了……

聲納可分為兩大類：主動聲納和被動聲納。前者像雷達一樣，不停地向外發(fā)射聲信號，根據(jù)回波判斷目標(biāo)性質(zhì)。后者不主動發(fā)射信號，只接收目標(biāo)自己輻射的聲音信號。被動聲納因為不發(fā)射信號，所以不易被敵人發(fā)現(xiàn)，主要用于隱蔽偵察?，F(xiàn)代的綜合聲納兼有以上兩種 2 工作方式。

早期潛艇依靠潛望鏡進行觀察。但潛望鏡只能觀察水面上的目標(biāo)，對水下目標(biāo)則無能為力，所以，早期潛艇的事故率很高，經(jīng)常在水下撞上暗礁、水雷和別的潛艇。在第二次大戰(zhàn)期間，沉沒的德國潛艇有100多艘。

現(xiàn)代潛艇裝有多種聲納。例如美國的一種潛艇，裝備不同用途的聲納有15種之多。艇上的聲納偵察儀可截獲和偷聽敵人的聲納信號；敵我識別聲納，專門用對口令的辦法判斷敵我；通信聲納則用來和自己的艦艇通信；有的聲納負(fù)責(zé)導(dǎo)航、測距、警戒、探雷、測地貌等等。

有趣的是，潛艇的克星也是聲納。在海中，只有靠聲納才能發(fā)現(xiàn)潛艇，因而存在著潛艇聲納與反潛聲納的對抗。

許多國家在軍港附近的海區(qū)、重要的海峽、主要的航道等處都安裝了龐大的聲納換能器基陣，靠岸上的電子計算機控制海底的數(shù)以千計的換能器。一旦潛艇來犯，便可及時發(fā)現(xiàn)。這種防潛預(yù)警系統(tǒng)早在1952年就已建成，現(xiàn)已發(fā)展到第五代。其警戒范圍可達幾百公里。

在大西洋的亞速爾群島以北，有一個叫“阿發(fā)”的水下監(jiān)視系統(tǒng)。它的換能器安裝在幾個水下塔臺上，排布成三角形，每邊長約35公里。這種系統(tǒng)能監(jiān)聽進出直布羅陀海峽的所有潛艇，并能用三角定位法確定潛艇位臵。

除了這種固定的警戒聲納外，探測潛艇還可以用機載聲納進行。一架直升機垂下一根100多米長的電纜，電纜下吊著一部聲納。通過機身的下降或上升，聲納在海水中的深度也隨之變化。飛機在海面上飛行時，便可拖著聲納進行大面積探測。據(jù)國外報道，這種聲納每小時可以搜索海面1000平方公里。

新型航空聲納是“無線”式的，不需要用電纜和飛機連接。它只有10公斤，反潛飛機將它們投到預(yù)定海域內(nèi)，它們便可漂浮于海上。反潛飛機可以同時投放許多這種漂浮聲納。聲納著水后，其天線伸出水面，水聽器沉入水中。水聽器把在海底收到的聲信號變成電信號，通過天線發(fā)射出去。反潛飛機根據(jù)收到的信號可以判斷潛艇的位臵。

現(xiàn)代水雷也多采用聲納作引信。有一種先進的自動水雷，依靠聲納作自導(dǎo)裝臵。當(dāng)潛艇從附近經(jīng)過時可以“自動起飛”，搜索并最后擊中目標(biāo)。

雷達 radar

利用微波波段電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達是英文radar的音譯，意為無線電檢測和測距。雷達概念形成于20世紀(jì)初，在第二次世界大戰(zhàn)前后獲得飛速發(fā)展。雷達的工作原理，是設(shè)備的發(fā)射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息（目標(biāo)物體至雷達的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等）。雷達分為連續(xù)波雷達 3 和脈沖雷達兩大類。脈沖雷達因容易實現(xiàn)精確測距，且接收回波是在發(fā)射脈沖休止期內(nèi)，所以接收天線和發(fā)射天線可用同一副天線，因而在雷達發(fā)展中居主要地位。測量距離實際是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測量。仰角靠窄的仰角波束測量。根據(jù)仰角和距離就能計算出目標(biāo)高度。當(dāng)雷達和目標(biāo)之間有相對運動時，雷達接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標(biāo)之間的距離變化率。當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時存在于雷達的同一空間分辨單元內(nèi)時，雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標(biāo)。雷達的優(yōu)點是白天黑夜均能探測遠距離的目標(biāo)，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點，并有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，而且廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟發(fā)展（如氣象預(yù)報、資源探測、環(huán)境監(jiān)測等）和科學(xué)研究（天體研究、大氣物理、電離層結(jié)構(gòu)研究等）。星載和機載合成孔徑雷達已經(jīng)成為當(dāng)今遙感中十分重要的傳感器。其空間分辨力可達幾米到幾十米，且與距離無關(guān)。雷達在洪水監(jiān)測、海冰監(jiān)測、土壤濕度調(diào)查、森林資源清查、地質(zhì)調(diào)查等方面顯示了很好的應(yīng)用潛力。

雷達和聲納有什么區(qū)別？

雷達所起的作用和眼睛相似，當(dāng)然，它不再是大自然的杰作，同時，它的信息載體是無線電波。事實上，不論是可見光或是無線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，都是電磁波，傳播的速度都是光速C,差別在于它們各自占據(jù)的波段不同。其原理是雷達設(shè)備的發(fā)射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息(目標(biāo)物體至雷達的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

測量距離實際是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。

測量目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據(jù)仰角和距離就能計算出目標(biāo)高度。

測量速度是雷達根據(jù)自身和目標(biāo)之間有相對運動產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)原理。雷達接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標(biāo)之間的距離變化率。當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時存在于雷達的同一空間分辨單元內(nèi)時，雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標(biāo)。

聲波是觀察和測量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一詞作為名詞是“聲”的意思，作為動詞就有“探測”的意思，可見聲與探測關(guān)系之緊密。

在水中進行觀察和測量，具有得天獨厚條件的只有聲波。這是由于其他探測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十米內(nèi)的物體；電磁波在水中也衰減太快，而且波長越短，損失越大，即使用大功率的低頻電磁波，也只能傳播幾十米。然而，聲波在水中傳播的衰減就小得多，在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈，在兩萬公里外還可以收到信號，低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層，并且得到地層中的信息。在水中進行測量和觀察，至今還沒有發(fā)現(xiàn)比聲波更有效的手段。

聲納與雷達如何進行敵我識別？ 聲納的最基本原理 水聲設(shè)備

水聲設(shè)備是根據(jù)聲波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）傳播較遠距離，而且傳播時遇到目標(biāo)后會反射回來的原理進行工作的。最常見的水聲導(dǎo)航、通訊設(shè)備有：回聲側(cè)深儀、各種類型的聲納等。

聲納是現(xiàn)代大型水面艦艇及潛艇上不可缺少的電子設(shè)備之一。聲納的主要功能是：搜索和跟蹤水下目標(biāo)（潛艇、水雷），對目標(biāo)進行敵我識別，測定水下目標(biāo)的運動要素，以供反潛武器射擊指揮用。其次是水下通訊，探測水雷，探測水下情況保障本艦安全航行。

潛艇最大的特點是它的隱蔽性，作戰(zhàn)時需要長時間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達觀察，而只能依靠聲納進行探測，所以聲納在潛艇上的重要性更為突出，被稱為潛艇的“耳目”。

聲納的工作原理與雷達相同，可以說是工作在音頻或超音頻頻率上的雷達。聲納站的各個組成部分與雷達站的組成極其相似。

由于聲納工作在超音頻頻率范圍內(nèi)，它輻射信號的方法與雷達不同，雷達采用金屬制成的拋物面天線，而聲納采用水聲換能器。

水生換能器是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來進行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。反之在晶體博片上施加拉伸力時，它的兩個端面上就會產(chǎn)生與加壓力時相反的電荷。與壓電效應(yīng)相反時電致伸縮效應(yīng)，即在晶體的兩個端面上施加交變電壓，晶體就會產(chǎn)生相應(yīng)的機械變形。我們利用電致伸縮效應(yīng)和壓電效應(yīng)來產(chǎn)生和接收超聲波。

聲納發(fā)射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。于是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。

超聲波傳播時遇到目標(biāo)便產(chǎn)生反射?；夭ㄗ饔迷谒晸Q能器的晶體上，由于壓電效應(yīng)水聲換能器的兩個端面上便可能得到電信號。與雷達天線一樣，水聲換能器不但要發(fā)射和接收超聲波信號，而且要有尖銳的方向性，只有這樣才能測定目標(biāo)的方位。聲納設(shè)備是利用很多壓電晶體組成換能器陣來獲得尖銳的方向性的。因此聲吶的水聲換能器體積較大，一般都安裝在艦船艏部的水下部分。

聲納的工作過程可敘述入下：

在發(fā)射控制器的控制下，發(fā)射機產(chǎn)生大功率超聲波脈沖振蕩，經(jīng)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝臵由水聲換能器向某一個方向發(fā)射超聲波。在這個方向上，超聲波遇到目標(biāo)便反射回來，由水聲換能器接收，變成電信號。再經(jīng)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝臵送到接收機放大，最后送到顯示器顯示目標(biāo)的方向和距離。

從工作過程看，發(fā)射超聲波時發(fā)射機工作，接收器不必工作；發(fā)射結(jié)束后，接收機應(yīng)立即工作，以便接收由最近目標(biāo)和最遠目標(biāo)反射回來的超聲波。顯然發(fā)射機和接收機時交替工作的。因此利用收發(fā)轉(zhuǎn)換裝臵可以使接收機和發(fā)射機合用一個造價昂貴的水聲換能器。

以上述方式，即聲吶發(fā)射信號，然后接收由目標(biāo)反射回來的信號工作的稱為主動式聲吶。另外，還有一種被動工作方式，即只接收目標(biāo)本身發(fā)出的噪聲（如螺旋槳所發(fā)出的聲音等）來判別目標(biāo)的方向，又稱為噪音側(cè)向聲納。這種聲納不因發(fā)射聲波而被地方捕獲，所以被動工作方式對提高潛艇的隱蔽性有著特殊的意義。

聲納的最基本原理

水聲設(shè)備

水聲設(shè)備是根據(jù)聲波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）傳播較遠距離，而且傳播時遇到目標(biāo)后會反射回來的原理進行工作的。最常見的水聲導(dǎo)航、通訊設(shè)備有：回聲側(cè)深儀、各種類型的聲納等。

聲納是現(xiàn)代大型水面艦艇及潛艇上不可缺少的電子設(shè)備之一。聲納的主要功能是：搜索和跟蹤水下目標(biāo)（潛艇、水雷），對目標(biāo)進行敵我識別，測定水下目標(biāo)的運動要素，以供反潛武器射擊指揮用。其次是水下通訊，探測水雷，探測水下情況保障本艦安全航行。

潛艇最大的特點是它的隱蔽性，作戰(zhàn)時需要長時間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達觀察，而只能依靠聲納進行探測，所以聲納在潛艇上的重要性更為突出，被稱為潛艇的“耳目”。

聲納的工作原理與雷達相同，可以說是工作在音頻或超音頻頻率上的雷達。聲納站的各個組成部分與雷達站的組成極其相似。

由于聲納工作在超音頻頻率范圍內(nèi)，它輻射信號的方法與雷達不同，雷達采用金屬制成的拋物面天線，而聲納采用水聲換能器。

水生換能器是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來進行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。反之在晶體博片上施加拉伸力時，它的兩個端面上就會產(chǎn)生與加壓力時相反的電荷。與壓電效應(yīng)相反時電致伸縮效應(yīng)，即在晶體的兩個端面上施加交變電壓，晶體就會產(chǎn)生相應(yīng)的機械變形。我們利用電致伸縮效應(yīng)和壓電效應(yīng)來產(chǎn)生和接收超聲波。

聲納發(fā)射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。于是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。

超聲波傳播時遇到目標(biāo)便產(chǎn)生反射?；夭ㄗ饔迷谒晸Q能器的晶體上，由于壓電效應(yīng)水聲換能器的兩個端面上便可能得到電信號。與雷達天線一樣，水聲換能器不但要發(fā)射和接收超聲波信號，而且要有尖銳的方向性，只有這樣才能測定目標(biāo)的方位。聲納設(shè)備是利用很多壓電晶體組成換能器陣來獲得尖銳的方向性的。因此聲吶的水聲換能器體積較大，一般都安裝在艦船艏部的水下部分。

聲納的工作過程可敘述如下：

在發(fā)射控制器的控制下，發(fā)射機產(chǎn)生大功率超聲波脈沖振蕩，經(jīng)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝臵由水聲換能器向某一個方向發(fā)射超聲波。在這個方向上，超聲波遇到目標(biāo)便反射回來，由水聲換能器接收，變成電信號。再經(jīng)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝臵送到接收機放大，最后送到顯示器顯示目標(biāo)的方向和距離。

從工作過程看，發(fā)射超聲波時發(fā)射機工作，接收器不必工作；發(fā)射結(jié)束后，接收機應(yīng)立即工作，以便接收由最近目標(biāo)和最遠目標(biāo)反射回來的超聲波。顯然發(fā)射機和接收機時交替工作的。因此利用收發(fā)轉(zhuǎn)換裝臵可以使接收機和發(fā)射機合用一個造價昂貴的水聲換能器。

以上述方式，即聲吶發(fā)射信號，然后接收由目標(biāo)反射回來的信號工作的稱為主動式聲吶。另外，還有一種被動工作方式，即只接收目標(biāo)本身發(fā)出的噪聲（如螺旋槳所發(fā)出的聲音等）來判別目標(biāo)的方向，又稱為噪音側(cè)向聲納。這種聲納不因發(fā)射聲波而被地方捕獲，所以被動工作方式對提高潛艇的隱蔽性有著特殊的意義。

什么叫聲納?它有什作用和危害?

水下探測使用“聲納”，這是一種利用聲音進行偵察的工具。

聲納由發(fā)射機、換能器、接收機、顯示器、定時器、控制器等主要部件構(gòu)成。發(fā)射機制造電信號，經(jīng)過換能器（一般用壓電晶體），把電信號變成聲音信號向水中發(fā)射。聲信號在水中傳遞時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標(biāo)，就會被反射回來，反射回的聲波被換能器接收，又變成電信號，經(jīng)放大處理，在熒光屏上顯示或在耳機中變成聲音。根據(jù)信號往返時間可以確定目標(biāo)的距離，根據(jù)聲調(diào)的高低等情況可以判斷目標(biāo)的性質(zhì)。例如，目標(biāo)是潛艇，潛艇是鋼質(zhì)外殼，回聲不僅清晰，而且還有拖長的回鳴；魚群的回聲則低沉而混亂。目標(biāo)如果是運動的，那么由于“多普勒效應(yīng)”，回聲的音調(diào)應(yīng)有所變化：音調(diào)不斷變高，說明目標(biāo)正向他們靠攏；音調(diào)不斷變低，說明目標(biāo)離我們遠去了……

聲納可分為兩大類：主動聲納和被動聲納。前者像雷達一樣，不停地向外發(fā)射聲信號，根據(jù)回波判斷目標(biāo)性質(zhì)。后者不主動發(fā)射信號，只接收目標(biāo)自己輻射的聲音信號。被動聲納因為不發(fā)射信號，所以不易被敵人發(fā)現(xiàn)，主要用于隱蔽偵察?，F(xiàn)代的綜合聲納兼有以上兩種工作方式。

早期潛艇依靠潛望鏡進行觀察。但潛望鏡只能觀察水面上的目標(biāo)，對水下目標(biāo)則無能為力，所以，早期潛艇的事故率很高，經(jīng)常在水下撞上暗礁、水雷和別的潛艇。在第二次大戰(zhàn)期間，沉沒的德國潛艇有100多艘。

現(xiàn)代潛艇裝有多種聲納。例如美國的一種潛艇，裝備不同用途的聲納有15種之多。艇上的 7 聲納偵察儀可截獲和偷聽敵人的聲納信號；敵我識別聲納，專門用對口令的辦法判斷敵我；通信聲納則用來和自己的艦艇通信；有的聲納負(fù)責(zé)導(dǎo)航、測距、警戒、探雷、測地貌等等。

有趣的是，潛艇的克星也是聲納。在海中，只有靠聲納才能發(fā)現(xiàn)潛艇，因而存在著潛艇聲納與反潛聲納的對抗。

許多國家在軍港附近的海區(qū)、重要的海峽、主要的航道等處都安裝了龐大的聲納換能器基陣，靠岸上的電子計算機控制海底的數(shù)以千計的換能器。一旦潛艇來犯，便可及時發(fā)現(xiàn)。這種防潛預(yù)警系統(tǒng)早在1952年就已建成，現(xiàn)已發(fā)展到第五代。其警戒范圍可達幾百公里。

在大西洋的亞速爾群島以北，有一個叫“阿發(fā)”的水下監(jiān)視系統(tǒng)。它的換能器安裝在幾個水下塔臺上，排布成三角形，每邊長約35公里。這種系統(tǒng)能監(jiān)聽進出直布羅陀海峽的所有潛艇，并能用三角定位法確定潛艇位臵。

除了這種固定的警戒聲納外，探測潛艇還可以用機載聲納進行。一架直升機垂下一根100多米長的電纜，電纜下吊著一部聲納。通過機身的下降或上升，聲納在海水中的深度也隨之變化。飛機在海面上飛行時，便可拖著聲納進行大面積探測。據(jù)國外報道，這種聲納每小時可以搜索海面1000平方公里。

新型航空聲納是“無線”式的，不需要用電纜和飛機連接。它只有10公斤，反潛飛機將它們投到預(yù)定海域內(nèi)，它們便可漂浮于海上。反潛飛機可以同時投放許多這種漂浮聲納。聲納著水后，其天線伸出水面，水聽器沉入水中。水聽器把在海底收到的聲信號變成電信號，通過天線發(fā)射出去。反潛飛機根據(jù)收到的信號可以判斷潛艇的位臵。

現(xiàn)代水雷也多采用聲納作引信。有一種先進的自動水雷，依靠聲納作自導(dǎo)裝臵。當(dāng)潛艇從附近經(jīng)過時可以“自動起飛”，搜索并最后擊中目標(biāo)。

倒車?yán)走_的工作原理：

倒車?yán)走_的主要作用是在倒車時，利用超聲波原理，由裝臵于車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波撞擊障礙物后反射此聲波探頭，從而計算出車體與障礙物之間的實際距離，再提示給駕駛者，使停車和倒車更容易、更安全。

倒車?yán)走_系統(tǒng)的組成：1．主機2．顯示器3．探頭2～8個

倒車?yán)走_產(chǎn)品使用發(fā)射和接收一體化超聲波探頭，采用單片機控制超聲波發(fā)射，發(fā)射的超聲波遇到障礙物反射,探頭接收反射的超聲波送入放大電路進行放大，由單片機進行數(shù)據(jù)處理，然后送顯示器顯示障礙物距離和方位。

超聲波探頭利用壓電陶瓷作為換能器件實現(xiàn)超聲波的發(fā)射和接收。給探頭壓電陶瓷片施加一定的超音頻電信號，壓電陶瓷片將電能轉(zhuǎn)換成聲能發(fā)送超聲波。超聲波作用于探頭壓電陶瓷片，壓電陶瓷片將聲能轉(zhuǎn)換成電信號，微弱的電信號經(jīng)放大后送電路處理。

PDC（Parking Distance Control）系統(tǒng)的工作原理就是通常是在車的后保險杠或前后保險杠設(shè)臵雷達偵測器，用以偵測前后方的障礙物，幫助駕駛員“看到”前后方的障礙物，或停車時與它車的距離，此裝臵除了方便停車外更可以保護車身不受刮蹭。PDC是以超音波感應(yīng)器來偵測出離車最近的障礙物距離，并發(fā)出警笛聲來警告駕駛者。而警笛聲音的控制 8 通常分為兩個階段，當(dāng)車輛的距離達到某一開始偵測的距離時，警笛聲音開始以某一高頻的警笛聲鳴叫，而當(dāng)車行至更近的某一距離時，則警笛聲改以連續(xù)的警笛聲，來告知駕駛者。PDC的優(yōu)點在于駕駛員可以用聽覺獲得有關(guān)障礙物的信息，或它車的距璃。PDC系統(tǒng)主要是協(xié)助停車的，所以當(dāng)達到或超過某一車速時系統(tǒng)功能將會關(guān)閉。

三菱電機開發(fā)成功車載毫米波雷達MMIC芯片

〖 http://004km.cn 2003/06/06 11:17 來源：日經(jīng)BP社 作者：田野倉保雄 〗

日本三菱電機日前宣布，成功開發(fā)出用于車間距離控制系統(tǒng)等的車載毫米波雷達MMIC（單片微波集成電路）芯片組。目前，該芯片組已開始使用于高級車輛，采用電動控制掃描臂取代了此前通過機械性方法左右擺動掃描臂來進行掃描的方式。使用的頻帶為76GHz?！爸С蛛妱颖蹝呙璺绞健⒒贛MIC的76GHz頻帶芯片組的成功開發(fā)，在業(yè)界尚屬首次”（該公司）。三菱電機在此次開發(fā)中，運用了此前在90GHz頻帶的地球觀測衛(wèi)星毫米波傳感器等衛(wèi)星防衛(wèi)領(lǐng)域中所形成的MMIC技術(shù)。

與機械式相比，電動臂掃描方式可進行高速掃描，并且可確保較高的可信度。例如，掃描速度達到掃描1次僅需1/100萬秒。“比如，即使與前行車的相對速度達到150km/小時，進行1次掃描時前行車的移動距離也不會超過1mm”（三菱電機）。

此次開發(fā)成功的芯片組共由8枚芯片組成。具體來說，包括用于信息收發(fā)天線切換開關(guān)的MMIC、5枚用于發(fā)送信息的MMIC芯片（76GHz頻帶放大器、38/76GHz倍頻器、38GHz頻帶放大器、19/38GHz倍頻器及19GHz頻帶放大器）以及2枚接收信息的MMIC芯片（76GHz頻帶低噪音放大器及用于接收信息的音量調(diào)節(jié)裝臵）。通過組裝上述芯片，可構(gòu)成FMCW（頻率調(diào)制連續(xù)波）及脈沖多普勒等各種方式的毫米波雷達的回路部分。

三菱電機計劃在2006年投產(chǎn)該芯片組。該公司表示：“除向其他公司銷售外，目前也正在考慮在自己公司投產(chǎn)嵌入有該芯片組的雷達模塊”。該芯片組的目標(biāo)價格為2萬日元（約合人民幣1250元）以下。