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多波束宽带渔用声呐旋转扇区扫描发射性能分析
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作者 魏珂 程婧 +1 位作者 王志俊 李国栋 《渔业现代化》 北大核心 2025年第1期89-98,共10页
渔用声呐利用声波来探测水下鱼群分布和活动,通常采用全向发射或指向性扫描发射的方式实现对鱼群位置的初步探测。针对传统全向发射方式信号指向性较差,指向性扫描发射方式波束覆盖不均匀的问题,根据渔用声呐在实际捕捞场景中的需求,提... 渔用声呐利用声波来探测水下鱼群分布和活动,通常采用全向发射或指向性扫描发射的方式实现对鱼群位置的初步探测。针对传统全向发射方式信号指向性较差,指向性扫描发射方式波束覆盖不均匀的问题,根据渔用声呐在实际捕捞场景中的需求,提出了一种基于旋转扇区扫描的改进方法。通过水声学算法仿真分析方法,分别仿真分析了扇区数量、边界角度等影响扫描发射性能的因素并进行了水池测试。仿真结果表明,采用4扇区旋转扇区的指向性扫描发射方式,在实现水平360°全向扫描的同时,提高了信号的指向性和探测区域的均匀性:主瓣强度相较全向发射提高8 dB,单个扇区中的发射波束最大强度差小于1.5 dB,波束宽度差在2°以内。综合现有测试条件,通过实验室水池测试了相邻两扇区发射扫描指向性。测试结果表明,所提出的设计方案在两扇区前方64°范围,指向性比全向发射平均高约8 dB,在提高探测效率和精度方面可行且有效,有助于在更广泛的范围内获得准确的鱼群信息。 展开更多
关键词 渔用声呐 旋转扇区 波束成形
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水声学探测在江河鱼类资源评估中的技术分析 被引量:9
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作者 任玉芹 王珂 +2 位作者 段辛斌 刘绍平 陈大庆 《渔业现代化》 北大核心 2010年第2期64-68,共5页
水声学探测已成为鱼类资源评估的重要手段之一。介绍了水声学调查的方案设计和鱼类资源量估算方法,并结合2009年冬季三峡库区水声学调查,着重阐述EY60回声探测系统的正确使用方法和Sonar5分析软件的应用,探讨水声学技术用于江河鱼类资... 水声学探测已成为鱼类资源评估的重要手段之一。介绍了水声学调查的方案设计和鱼类资源量估算方法,并结合2009年冬季三峡库区水声学调查,着重阐述EY60回声探测系统的正确使用方法和Sonar5分析软件的应用,探讨水声学技术用于江河鱼类资源调查存在的不足以及应用展望,旨在为水声学设备及分析软件的正确使用提供技术参考。 展开更多
关键词 水声学 鱼类资源 调查评估 EY60 Sonar5
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双频识别声呐在鱼类资源调查中的应用进展 被引量:12
3
作者 刘慧杰 王从锋 +2 位作者 刘德富 陈明明 朱良康 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第3期28-34,共7页
介绍双频识别声呐(Dual-frequency Identification Sonar,DIDSON)的工作原理、图像后处理,国内外应用领域和研究现状.通过国内外的研究实验,探讨DIDSON使用过程中影响鱼类资源定量评估、鱼类个体体长探测的重要因素及问题处理办法.在此... 介绍双频识别声呐(Dual-frequency Identification Sonar,DIDSON)的工作原理、图像后处理,国内外应用领域和研究现状.通过国内外的研究实验,探讨DIDSON使用过程中影响鱼类资源定量评估、鱼类个体体长探测的重要因素及问题处理办法.在此基础之上,分析DIDSON在改善鱼类种类鉴别方面的优势.探讨DIDSON在渔业资源调查应用过程中的不足并对DIDSON在实际过程中的应用进行展望,以期对DIDSON的应用提供一些参考. 展开更多
关键词 双频识别声呐(DIDSON) 声学调查 鱼类资源调查 种类辨别 体长探测
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AD8310在网箱声学监测中的应用 被引量:3
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作者 汤涛林 关长涛 +1 位作者 倪汉华 李娇 《电子设计工程》 2009年第3期17-18,21,共3页
分析了网箱声学监测系统接收信号的特点,研究了利用对数放大器AD8310进行动态信号压缩的方法。给出了AD8310的工作原理,并将其应用于网箱声学监测系统中,设计了相应的电路,最后给出了对数压缩后传播损失补偿的计算方法。
关键词 声学监测 信号压缩 AD8310 传播损失补偿
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一种中层拖网网位仪的研制 被引量:1
5
作者 粘宝卿 傅仰 吕连港 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期17-19,共3页
关键词 中层网位仪 中层拖网网位仪 水声遥测仪
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电脑化浅海探鱼仪
6
作者 吴伟力 许肖梅 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 1996年第2X期64-68,共5页
介绍了电脑化浅海海探鱼仪的主要结构,工作原理和技术特性。所研制的电脑化浅海探鱼仪,采用8031单片机为核心的信号处理单元,以单色CRT显示器显示回波映象。具有操作方便功能完善,显示直接,映象可扩展等新一代探鱼仪的先进... 介绍了电脑化浅海海探鱼仪的主要结构,工作原理和技术特性。所研制的电脑化浅海探鱼仪,采用8031单片机为核心的信号处理单元,以单色CRT显示器显示回波映象。具有操作方便功能完善,显示直接,映象可扩展等新一代探鱼仪的先进特点,适用于近海渔场,水库等水域的捕捞探测和测深。 展开更多
关键词 探鱼仪 单片机 接收机 发射机 浅海
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探鱼仪的映象分析
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作者 张海明 陈勇 +2 位作者 胡晓冬 胡昌杰 贾家元 《水利渔业》 1989年第4期33-36,共4页
本文通过在高关水库进行的利用探鱼仪探测水体实物的试验,较为详细地分析了水中各类物体(鱼群、水中障碍物、库底、铁板、网箱、刺网、树柴等)的映象特点.文中对一些物体的映象识别方法也进行了介绍。
关键词 探鱼仪 映象分析 水体实物
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基于STM32的Delta-Sigma调制的鱼探仪发射机信号源设计 被引量:8
8
作者 陈继华 吴晨昺 谌志新 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期67-73,共7页
在鱼探仪发射机的信号源设计中提出了一种基于STM32的Delta-Sigma调制的D类软件可调幅正弦波的设计方法。采用MATLAB的DSToolbox工具箱设计了2阶过采样率为40的2值Delta-Sigma调制器,并在STM32中软件实现。分析了影响源输出的诸多因素,... 在鱼探仪发射机的信号源设计中提出了一种基于STM32的Delta-Sigma调制的D类软件可调幅正弦波的设计方法。采用MATLAB的DSToolbox工具箱设计了2阶过采样率为40的2值Delta-Sigma调制器,并在STM32中软件实现。分析了影响源输出的诸多因素,如死区、电源纹波、调制比;对电路设计和布板给出了建议。该方法可灵活方便地扩展设计任意波形,对于各类仪器仪表,如超声波探测仪、信号发生器、测量仪表、EMC抗干扰度模拟发生器等的信号源设计具有极大的参考价值。 展开更多
关键词 STM32 DELTA-SIGMA调制器 MATLAB DSToolbox工具箱 鱼探仪 发射机
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圆柱阵多波束渔用声呐波束形成性能分析 被引量:8
9
作者 宗艳梅 李国栋 +3 位作者 谌志新 唐学大 尹项博 汤涛林 《渔业现代化》 CSCD 2020年第6期66-73,共8页
圆柱阵多波束渔用声呐是海洋渔业精准捕捞的重要声学设备,可实现探测水域的全方位扫描,其波束形成能力是反映渔用声呐探测性能的主要技术指标之一。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐波束形成能力分析出发,利用水声学算法仿真方法,分别对垂... 圆柱阵多波束渔用声呐是海洋渔业精准捕捞的重要声学设备,可实现探测水域的全方位扫描,其波束形成能力是反映渔用声呐探测性能的主要技术指标之一。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐波束形成能力分析出发,利用水声学算法仿真方法,分别对垂直和水平方向波束形成进行仿真,分析了幅度偏移、相位偏移及频移对圆柱阵垂直和水平方向波束形成性能的影响。结果显示:幅度和相位偏移对圆柱阵垂直和水平方向主瓣影响较小,主瓣变宽;对旁瓣影响较大,旁瓣明显增大;当偏移量在-5~15 dB时,对第一旁瓣增益影响在3 dB以内,当偏移过大时对其影响可达6 dB以上;频移对波束指向性影响较小,工作频点对波束主瓣宽度有较大影响,主瓣宽度偏差约在3°左右。本研究可为自主研制高精度、远距离圆柱阵多波束渔用声呐提供参考。 展开更多
关键词 渔用声呐 圆柱型基阵 多波束探测 性能分析
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拖网曳纲渔获量自动检测装置的电路设计
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作者 翁黎朗 《福建水产》 1991年第2期27-30,共4页
一、前言目前,我国机帆渔船在海洋捕捞作业中,一般是根据渔业人员的实际经验,估计渔获量多少并决定是否起网,因此起网的盲目性很大。过早起网,网中渔获量少,生产效率降低;起网过迟,则易造成破网或丢网或由于负荷过高而损坏甲板机械。因... 一、前言目前,我国机帆渔船在海洋捕捞作业中,一般是根据渔业人员的实际经验,估计渔获量多少并决定是否起网,因此起网的盲目性很大。过早起网,网中渔获量少,生产效率降低;起网过迟,则易造成破网或丢网或由于负荷过高而损坏甲板机械。因此,在捕捞过程中,实现自动检测渔获量已成为急需解决的课题。 展开更多
关键词 拖风曳纲 渔获量 检测装置 电路
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海洋渔业声学装备关键技术研究进展 被引量:10
11
作者 宗艳梅 魏珂 +3 位作者 李国栋 谌志新 唐学大 张玉涛 《渔业现代化》 CSCD 2021年第3期28-35,共8页
海洋渔业声学装备在海洋渔业精准探测、高效捕捞中有着重要应用,其关键技术的改进对于装备性能提升至关重要。本研究分析了海洋渔业声学装备关键技术国内外研究现状,论述了单波束、双波束、分裂波束和多波束关键技术的研究进展,并重点... 海洋渔业声学装备在海洋渔业精准探测、高效捕捞中有着重要应用,其关键技术的改进对于装备性能提升至关重要。本研究分析了海洋渔业声学装备关键技术国内外研究现状,论述了单波束、双波束、分裂波束和多波束关键技术的研究进展,并重点阐述了近十年来多波束、多频和宽带关键技术在海洋渔业声学装备方面取得的重大进展。研究表明,国内渔业声学装备关键技术虽取得了一定进展,但与国外先进技术还存在较大差距,文章最后对国内渔业声学装备关键技术未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 渔业声学装备 多波束 多频 宽带 研究进展
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分裂波束鱼探仪换能器的旁瓣级控制 被引量:9
12
作者 胡健辉 王艳 +1 位作者 赵欢 史海荣 《声学与电子工程》 2016年第4期35-37,共3页
从一般离散阵列的指向性计算公式出发,利用对称阵列的对称特性简化了计算公式,得出对称离散阵列的通用计算方法,并进一步推广到连续对称阵列指向性计算。利用简化公式分析了分裂波束鱼探仪换能器的指向性特性,并优化分裂波束鱼探仪换能... 从一般离散阵列的指向性计算公式出发,利用对称阵列的对称特性简化了计算公式,得出对称离散阵列的通用计算方法,并进一步推广到连续对称阵列指向性计算。利用简化公式分析了分裂波束鱼探仪换能器的指向性特性,并优化分裂波束鱼探仪换能器的阵形设计,得出其设计参数的一般取值范围。根据优化后的设计参数,研制了一款70 kHz分裂波束鱼探仪换能器。通过消声水池测试,其实测指向性与理论计算非常吻合,水平方向与垂直方向的旁瓣级均达到-20 dB以下。同时也验证了简化后的计算公式对于对称阵列的指向性计算的有效性。 展开更多
关键词 鱼探仪 分裂波束 换能器 指向性 旁瓣级
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宽带多波束渔用声呐显控系统设计及关键技术研究 被引量:3
13
作者 宗艳梅 唐学大 +2 位作者 楚树坡 谌志新 李国栋 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2023年第4期500-512,共13页
针对宽带多波束渔用声呐实时探测数据量大、处理数据慢等特点,设计了一种宽带多波束渔用声呐显控系统。该系统采用控制层、显示层和数据层3层架构设计,运用多线程技术实时处理数据,并采用多种插值方法实现声呐图像可视化。经过试验对比... 针对宽带多波束渔用声呐实时探测数据量大、处理数据慢等特点,设计了一种宽带多波束渔用声呐显控系统。该系统采用控制层、显示层和数据层3层架构设计,运用多线程技术实时处理数据,并采用多种插值方法实现声呐图像可视化。经过试验对比分析,声呐图像采用双立方插值算法其PSNR值为29.36 dB,可视化效果较好。为进一步提高声呐图像分辨率,采用中值滤波、均值滤波、双边滤波及高斯滤波算法对声呐图像进行去噪效果对比,其PSNR值分别为29.67 dB、28.66 dB、27.64 dB、28.09 dB,结果表明,中值滤波算法去噪效果较好。通过反复试验和论证,本系统可实时高效探测目标信息,可作为宽带多波束渔用声呐设备的显控软件,具有较强的实用价值。 展开更多
关键词 宽带多波束技术 声呐图像插值 声呐图像滤波 渔用声呐显控系统
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宽带分裂波束探鱼仪相位校准与方位角估计模块的实现 被引量:1
14
作者 王志俊 汤涛林 +2 位作者 张玉涛 尹项博 李国栋 《渔业现代化》 CSCD 北大核心 2024年第2期70-77,共8页
宽带分裂波束探鱼仪在渔业资源调查中有着广泛应用,其方位角估计精度决定了能否准确确定目标鱼群的方向和位置。为了提高方位估计的精度和效率,提出了一种基于改进的正交数字下变频技术的相位校准算法,对该算法进行了仿真,并基于现场可... 宽带分裂波束探鱼仪在渔业资源调查中有着广泛应用,其方位角估计精度决定了能否准确确定目标鱼群的方向和位置。为了提高方位估计的精度和效率,提出了一种基于改进的正交数字下变频技术的相位校准算法,对该算法进行了仿真,并基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了该算法;然后采用Vitis HLS平台构建了方位角估计知识产权(IP)核,在提高方位角估计精度的同时降低了浮点计算时延;最后用信号发生器进行了测试。结果显示:模块的方位角估计误差不超过0.05°,整体计算延迟不超过420 ns,逻辑资源消耗不超过45%,与系统指标相符。该研究成果已成功应用于宽带分裂波束探鱼仪中,显著提升了系统精度和性能,并产生了一定的经济效益。 展开更多
关键词 分裂波束 相位校准 Vitis HLS 方位角估计
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多波束宽带探鱼仪发射波束形成的现场可编程门阵列(FPGA)实现 被引量:1
15
作者 魏珂 李国栋 +2 位作者 王志俊 汤涛林 程婧 《渔业现代化》 CSCD 2022年第2期51-59,共9页
多波束宽带探鱼仪是一种利用相控阵技术进行远距离、高分辨率海洋生物探测的声学装备。依据全方位多波束宽带探鱼仪在海洋拖网和围网捕捞中的实际需求,通过时延加权在一定的扇区内形成多个发射波束,设计了包含发射控制模块、直接数字频... 多波束宽带探鱼仪是一种利用相控阵技术进行远距离、高分辨率海洋生物探测的声学装备。依据全方位多波束宽带探鱼仪在海洋拖网和围网捕捞中的实际需求,通过时延加权在一定的扇区内形成多个发射波束,设计了包含发射控制模块、直接数字频率合成(DDS)宽带波形生成模块、时延波束形成模块和deltasigma调制模块的现场可编程门阵列(FPGA)数字发射系统,以达到集中发射能量实现更深更远距离的鱼群探测的目的。综合现有测试条件,通过实验室水池测试了水平相邻4通道发射机的波束指向性,并使用Matlab软件系统进行波束指向性仿真和调制信号性能分析。仿真及试验结果显示:本研究设计的数字发射系统性能良好,可完成阵子正前方30°内波束形成且实测信号强度与仿真误差小于1%。 展开更多
关键词 探鱼仪 助渔仪器 多波束 波束形成
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基于IncoPat数据库的探鱼仪技术发展态势分析 被引量:3
16
作者 宗艳梅 赵付文 +2 位作者 唐学大 谌志新 李国栋 《中国渔业质量与标准》 2022年第5期11-18,共8页
探鱼仪是一种重要的海洋渔业探测装备,在海洋渔业精准高效捕捞中有着重要的应用前景。为快速全面的了解全球探鱼仪领域关键技术的研究进展,本研究基于IncoPat专利数据分析平台,利用专利数据挖掘并分析探鱼仪技术的申请趋势、地域分布、... 探鱼仪是一种重要的海洋渔业探测装备,在海洋渔业精准高效捕捞中有着重要的应用前景。为快速全面的了解全球探鱼仪领域关键技术的研究进展,本研究基于IncoPat专利数据分析平台,利用专利数据挖掘并分析探鱼仪技术的申请趋势、地域分布、重点技术领域与主要申请人及申请人专利价值等,通过可视化方法展示该技术领域的创新情况与研发态势。结果表明:目前,探鱼仪技术正处于高速发展期,其专利申请主要集中在中国,国内相关科研机构、高校及企业已经意识到探鱼仪的重要潜在价值,均加大了对该技术领域的研究。尽管国内探鱼仪技术领域专利申请较多,但与渔业发达国家相比,其专利质量仍有较大差距。本研究提出了促进中国探鱼仪技术可持续发展的建议,为未来探鱼仪技术的进一步发展提供参考。 展开更多
关键词 探鱼仪 发展态势 IncoPat 专利分析
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探鱼仪脉冲载波频率的测量
17
作者 许鹭芬 庄汉平 王清池 《海洋技术》 1998年第3期42-46,共5页
本文介绍采用8031单片微机实现探鱼仪脉冲载波频率的测量。本测量方法简单、实用,精确度较高,已广泛应用在探鱼仪的生产过程中,并取得了良好的效果。
关键词 脉冲载波频率 频率测量 单片机 探鱼仪
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远洋渔业多波束声呐主机高效散热设计与验证 被引量:2
18
作者 孙崇洋 李国栋 +1 位作者 杨育红 隋江华 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期60-69,共10页
为了解决多波束渔用声呐主机在远洋渔船高温、高湿环境下工作时面临的散热问题,该研究从多波束渔用声呐主机的散热分析出发,运用传热学和结构设计的相关理论,对渔用声呐主机进行了热设计。首先运用系统分析法对声呐主机整个散热过程中... 为了解决多波束渔用声呐主机在远洋渔船高温、高湿环境下工作时面临的散热问题,该研究从多波束渔用声呐主机的散热分析出发,运用传热学和结构设计的相关理论,对渔用声呐主机进行了热设计。首先运用系统分析法对声呐主机整个散热过程中的结构和散热方式展开研究;然后,利用热仿真软件对声呐主机的散热过程进行仿真,对比信号处理机在不同风道设计方案下声呐主机的整机温度的变化,多款散热风扇对整机散热效果的影响,在不同环境温度下(20、30、40、50℃)声呐主机的散热能力,以及热设计前后的温度分布;最后,搭建了声呐主机散热测试平台,验证声呐主机的真实散热能力。结果表明,强迫对流与自然冷却结合的散热方式可以解决声呐主机的热量堆积问题。仿真结果表明,4条风道的设计可作为声呐主机的散热方案,选用的FFB0612SHE和FFB0612EHE散热风扇符合声呐主机的散热要求,通过热设计可使声呐主机的温升控制在25℃以内,热量堆积现象大幅改善。散热试验结果表明,热设计后的渔用声呐主机散热能力大幅提升,声呐主机的温升控制在25℃以内,各板卡之间的温度控制在5℃以内,验证了仿真分析结果,在热源与主机外部环境之间形成了一条低热阻的通道。研究结果提高了声呐主机的工作稳定性,为声呐主机在远洋渔船高温、高湿环境下的正常工作提供了解决方案和理论分析方法。 展开更多
关键词 设计 仿真 声呐 多波束 渔用 远洋探鱼仪
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多波束渔用声呐波束成形算法设计与FPGA实现 被引量:3
19
作者 程婧 王志俊 +1 位作者 李国栋 魏珂 《渔业现代化》 CSCD 2021年第6期95-102,共8页
多波束渔用声呐是海洋渔业的重要设备,可利用声波对水下生物进行探测,其波束成形的算法是研制过程的核心技术。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐的扫海方案出发,在传统移边带算法(SSB)的基础上提出了一种将并行处理转为串行处理,同时在不... 多波束渔用声呐是海洋渔业的重要设备,可利用声波对水下生物进行探测,其波束成形的算法是研制过程的核心技术。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐的扫海方案出发,在传统移边带算法(SSB)的基础上提出了一种将并行处理转为串行处理,同时在不损失性能的前提下提高信号处理速度的改进算法。首先将传统算法,与本改进算法进行对比。其次在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台对改进算法进行了软件的实现,完成了两种算法实现的性能评估和资源消耗分析。最后在消声水池对改进算法的FPGA实现进行了指向性的测试,并通过MATLAB将仿真的波束图与实测后的波束图进行了比对。结果显示:两种算法在性能上保持一致,改进算法消耗的资源比SSB算法消耗的少近70%,同时改进算法的实测结果与理论仿真大致一致,偏差在合理范围内。 展开更多
关键词 渔用声呐 波束成形 移边带波束成形 时间补偿 相位补偿 FPGA实现
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声纳及其在渔业上的应用 被引量:1
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作者 姚桂祥 《福建水产》 1989年第2期52-55,共4页
声纳(Sonar)是英语(Souod navigation and ranging)“声波导航和测距”缩写的音译。是指利用声的回波探测水下目标的各种技术参数。 1.声纳的主要形式声纳按工作方式分为主动声纳、被动声纳和通信声纳等三种。由声纳发射器向水中发射声... 声纳(Sonar)是英语(Souod navigation and ranging)“声波导航和测距”缩写的音译。是指利用声的回波探测水下目标的各种技术参数。 1.声纳的主要形式声纳按工作方式分为主动声纳、被动声纳和通信声纳等三种。由声纳发射器向水中发射声信号,借助于目标反射来达到各种检测目的的声纳称为主动声纳,如图1所示。它发射一个具有一定型式的脉冲信号,经海水介质传播而到达目标,经目标反射后的回波信号(或称反射信号),又经海水介质传播而返回换能器,经收发转换而到达接收机。这类声纳多数用于搜索、定位和导航等方面。本身不发射声信号,而专门检测水下目标发出的声信号。 展开更多
关键词 渔业 声纳 应用 水平探鱼仪
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