声呐为什么用超声波不用次声波?

由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。

然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

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可用来探测水下目标，并测定其距离、方位、航速、航向等运动要素。主动声呐发射某种形式的声信号．利用信号在水下传播途中障碍物或目标反射的回波来进行探测。由于目标信息保存在回波之中，所以可根据接收到的回波信号来判断目标的存在，并测量或估计目标的距离、方位、速度等参量。

传统上潜艇安装声呐的主要位置是在最前端的位置，由于现代潜艇非常依赖被动声呐的探测效果，巨大的收音装置不仅仅让潜艇的直径水涨船高，原先在这个位置上的鱼雷管也得乖乖让出位置而退到两旁去。

参考资料来源：百度百科-声呐

因为次声波的穿越性强，且可以绕过障碍物向前传播，无孔不入，所以无法进行反射，而声呐是利用声音的反射原理进行工作的，所以声呐不能使用次声波而是使用超声波。

声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。

它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

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一、声呐的工作原理

声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体。

电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

二、影响因素

影响声呐工作性能的因素除声呐本身的技术状况外，外界条件的影响很严重。比较直接的因素有传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标反射特征或辐射噪声强度等，它们大多与海洋环境因素有关。

例如，声波在传播途中受海水介质不均匀分布和海面、海底的影响和制约，会产生折射、散射、反射和干涉，会产生声线弯曲、信号起伏和畸变，造成传播途径的改变，以及出现声阴区，严重影响声呐的作用距离和测量精度。

现代声呐根据海区声速--深度变化形成的传播条件，可适当选择基阵工作深度和俯仰角，利用声波的不同传播途径(直达声、海底反射声、会聚区、深海声道)来克服水声传播条件的不利影响，提高声呐探测距离。

又如，运载平台的自噪声主要与航速有关，航速越大自噪声越大，声呐作用距离就越近，反之则越远；目标反射本领越大，被对方主动声呐发现的距离就越远；目标辐射噪声强度越大，被对方被动声呐发现的距离就越远。

参考资料来源：百度百科－声呐

声呐利用超声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术，而次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收，具有很强的穿透性，难以反射。

超声波频率方向性好，反射能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速等，适用于水下探测。声呐发明灵感源自于蝙蝠。蝙蝠发出的超声波遇到障碍物就会被反射回来，迅速判断前方是什么物体，距离有多远，是食物、树干还是敌人，然后决定进攻或躲避。

次声波不容易衰减，且不易被水和空气吸收。次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。不具有反射特性决定了次声波无法用于声呐设备。

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声呐的历史

声呐技术至今已有超过100年历史，它是1906年由英国海军的李维斯·理察森(Lewis Nixon)发明的。到第一次世界大战时开始被应用到战场上，用来侦测潜藏在水底的潜水艇，这些声呐只能被动听音，属于被动声呐，或者叫做“水听器”。

1915年，法国物理学家保罗·朗之万(Paul Langevin)与俄国电气工程师Constantin Chilowski合作发明了第一部用于侦测潜艇的主动式声呐设备。尽管后来压电式变换器取代了他们一开始使用的静电变换器，但他们的工作成果仍然影响了未来的声呐设计。

1916年，加拿大物理学家Robert Boyle承揽了一个属于英国发明研究协会的声呐项目，Robert Boyle在1917年制作出了一个用于测试的原始型号主动声呐，由于该项目很快就划归ASDIC(反潜/盟军潜艇侦测调查委员会)管辖，此种主动声呐亦被称英国人称为ASDIC。

1918年，英国和美国都生产出了成品。1920年英国在皇家海军HMS Antrim号上测试了他们仍称为ASDIC的声呐设备，1922年开始投产，1923年第六驱逐舰支队装备了拥有ASDIC的舰艇。

1924年在波特兰成立了一所反潜学校——皇家海军Ospery号(HMS Osprey)，并且设立了一支有四艘装备了潜艇探测器的舰艇的训练舰队。1931年美国研究出了类似的装置，称为SONAR(声呐)。

参考资料来源：北京市科协-超声波的发现与妙用——雷达和声呐技

参考资料来源：百度百科-超声波

参考资料来源：百度百科-次声波

超声波指向性很强，且遇到物体容易发生反射；次声波没有指向性，且不容易发生反射（物体的尺度大于声波的1/4波长才容易发生反射现象）；声纳探测是利用声波的反射来发现物体，故采用超声波；