聲吶是水聲傳輸和探測的主要技術裝備。它是在水媒質環境中利用聲波對水中目標進行探測、定位、識別、跟蹤以及實現水下導航和通信、水聲對抗等各種裝備的總稱。聲吶的研制和使用離不開海洋環境，海洋是一個復雜的動態系統，海洋下的水聲信道是一個極其復雜的時空頻域隨機傳輸信道。其特征主要表現為傳播損失（吸收和衰減）；多徑效應（聲速變化和海面、海底反射造成的折射和多路徑）；頻散效應（由介質不均勻、多路徑干涉、界面反射和多普勒效應引起波形失真）；混響、環境噪聲和運載平臺自噪聲產生掩蓋作用。各種水聲裝備在良好水文條件下所具有的技術和戰術性能，在復雜海洋環境下均將會產生或強或弱的不穩定變化，甚至導致聲吶裝備出現盲區或弱視區，嚴重影響聲吶的*使用性能。因此，分析海洋環境聲吶裝備的影響，探尋不同使用環境下聲吶技術的改進和提高，旨在發揮聲吶裝備的zui大使用效能。

一　聲吶裝備的特點
  聲波是海水介質中能夠遠距離傳輸信息的載體。電磁波和光波在海水中傳播都要受到嚴重的衰減，雷達、無線電和光電設備在海洋下無法完成遠距離測量任務，獲取水下信息的途徑是水聲裝備。聲吶裝備在使用過程中，有其自身的特點。 

主要表現在以下的方面：
 （１）聲吶性能受環境影響比較大。
  聲吶性能受外界環境因素的影響特別嚴重。由于聲吶使用環境多變，各項環境因素繁多，使得影響聲吶性能的因素不確定。多途效應、頻散效應、海面海底的不平整等均會引起聲吶信號的畸變，不僅使信號處理復雜，而且降低聲吶的工作性能。
 （２）聲吶性能受安裝平臺的限制和影響。

  聲吶不僅受安裝平臺位置、尺寸的限制，而且受安裝平臺自噪聲的干擾。由于安裝平臺的限制，不能一味地增大換能器的尺寸來提高聲吶的性能。同時,平臺的自噪聲通過水介質傳播出去構成輻射噪聲，又成為聲吶的背景噪聲，影響聲吶的探測性能。
 （３）聲吶目標信息的復雜性。

  聲吶目標的回波特性與目標的類型、尺寸、結構、入射波的方位角、工作頻率、脈沖寬度及聲吶與目標的相對距離、相對運動速度等諸多因素有關。同時，目標的輻射噪聲特性也與目標類型、結構以及運動參數有關。海洋環境和水聲信道的起伏多變，使聲吶目標信息特別復雜，從而使聲吶 探測目標變得十分困難。

二　海洋環境對聲吶使用性能的影響
  海洋環境下聲吶系統的使用性能是根據所承載的戰術使命任務進行設計的。在滿足使用要求的前提下，利用聲吶技術，合理設計各分系統的技術指標。
  聲吶系統的技術性能決定著聲吶系統的zui大作用距離、zui小作用距離、距離分辨率、搜索速度和定向精度，決定著接收系統對zui小信號的接收能力、處理能力。聲吶系統的技術性能是影響聲吶*使用的內在因素，海洋環境是影響聲吶使用性能的外在因素。海洋環境是由海空、海表、海體和海底三維、多種海洋要素及其多變和人為現象組成。主要包括海洋水文環境、海洋氣象環境、海洋生物環境等因素。
 ２．１　海洋水文環境要素對聲吶使用性能的影響
  在動態海洋環境中，海洋水文環境要素時空變化極其復雜。海洋水文環境主要是指海水物理、化學性質及海洋動力過程引起的海面、海水介質內部動態結構特征。其現象主要包括海浪、海流、潮汐、海冰等。在實際應用中，海浪和海流對聲吶的影響比較大。
 （１）海浪對聲吶裝備性能的影響
  ａ．海浪引起航行平臺顛簸、搖擺會導致聲吶姿態的變化，直接導致聲吶探測性能的不穩定；
  ｂ．不同海況條件下，海洋環境噪聲會發生明顯的變化，影響聲吶的性能；
  ｃ．引起的海面粗糙會改變海面的反射或散射特性，引起信號幅度和相位的劇烈起伏，海面運動會對單頻信號產生頻移效應和頻率展寬；
  ｄ．浪起的海面粗糙使得洛埃鏡效應或虛源干涉效應減弱或變得模糊；
  ｅ．高海況下海洋表層一般會出現氣泡，氣泡的共振散射會引起海水聲速、密度的改變，對高頻聲傳播產生更大的損失。
 （２）海流對聲吶裝備性能的影響
  ａ．海流會帶來運動平臺、水雷、聲吶浮標等姿態的不穩定，會導致聲吶基陣姿態、平臺各部位應力的變化，從而導致聲吶探測性能的不穩定；
  ｂ．海流會產生額外的多普勒頻移效應，一定程度上改變聲場相干特性，影響聲吶的探測性能；
  ｃ．海作于平臺表面所引起的水動力噪聲變化，影響聲吶的探測性能。

  海洋氣象要素對聲吶使用性能的影響
  影響聲吶裝備性能的海洋氣象要素主要有風場、降水和空氣濕度。海面風場和降水是間接因素，空氣濕度是導致聲吶干端設備形成腐蝕的主要因素。海面風場是通過海浪來影響聲吶的性能的。降水主要影響海水的鹽度，同時產生風雨噪聲，風雨噪聲是降水條件下聲吶系統海洋環境噪聲干擾的重要組成部分。
 ２．３　海洋生物要素對聲吶使用性能的影響
  海洋生物可分為浮游生物、自游生物、底棲生物和藻類四大類。這些海洋生物對聲吶裝備的影響主要表現在以下幾個方面：
  （１）產生噪聲。某些海洋動物產生的聲音可極大地提高海洋背景噪聲。
  （２）產生聲衰減和聲散射。魚群、密集的浮游生物以及漂浮的巨藻對聲波的傳播出現散射層 。
  （３）污損聲吶的導流罩和聲吶換能器，增大平臺的湍流噪聲，間接降低聲吶的性能。
三　聲吶裝備與海洋環境相適應的途徑
  在復雜海洋環境下對遠距離、弱信號目標的檢測、定位、識別與跟蹤是聲吶裝備在一定時期的技術要求。聲波在海洋信道的傳播過程中，受各 種條件海洋環境的影響極其復雜，要求聲吶裝備必須具有環境聲學適應性，具有環境聲學的適應處理能力。因此，在未來的聲吶裝備使用過程中，充分發揮聲吶裝備的zui大使用效能，發揮其水下測量的優勢是急需解決的問題。
 （１）利用環境自適應聲學處理技術，解決聲吶裝備自身與環境相適應的問題。
隨著水聲建模技術和計算機技術的發展，減弱環境效應對聲吶探測影響的新技術應運而生。環境自適應聲學處理技術主要解決復雜海洋環境下的信道匹配處理、環境自適應寬容處理、非高斯、非平穩、非線性處理等式問題。主要采取的技術有：
  ａ．采用復雜信道非平面波、非高斯、非平穩信號處理技術。利用噪聲實際特性和高階統計量，以解決經典的基于均勻傳播媒質、各向同性噪聲場和單個平面波信號的聲吶信號處理問題；
  ｂ．采用復雜海洋環境條件下的聲場建模技術和聲吶基陣寬容性聲場匹配處理技術，解決信道變異性、信息采集不充分的問題，實現遠程目標的主動和被動三維定位；
  ｃ．發展低頻寬帶、大功率水聲換能技術。解決聲吶低頻工作時的高分辨問題；
 （２）突破現有測量體制和模式，形成適應未來*需求的聲學測量方法。
  各種海洋環境下測量方法受傳輸介質、安裝平臺、工作方式、目標特性等內外因素的影響，制約著海洋環境下測量方法在工程上的應用。而測得準、測得精，反應快，實時性強是海洋環境下測量迫切的需求。其中任何部分在技術上的突破將影響海洋環境下測量的發展。在重大需求牽引下，結合國內外現有的海洋環境下測量技術，形成適應未來*需求的聲學測量方法。
  ａ．采用新的水聲探測體制。以往的聲吶大多采用單基地方式工作。在同一位置，這種方式下接收端受平臺噪聲和混響的影響，難于提高性能。若收發分置，即采用雙基地或多基地工作方式，接收點可設在背景較為安靜的區域，從而使探測能力大大增強。
  ｂ．用帶有合作目標的聲學測量方法。在被測目標上加裝聲學的合作目標，將合作目標相對被測目標質心的位置進行標定。通過對合作目標的聲學測量，完成目標的海洋環境下運動參數測量。帶有合作目標的海洋環境下測量方法是靶場解決測量的有效途徑，有利于目標的運動軌跡和運動姿態的測量。
 （３）引進*進測量技術，構建海洋環境下聲學測量網絡中心。
  國外海洋環境下測量起步早，發展快。各種測量方法和測量技術已經應用。構建海洋環境下測量網絡中心是新形勢下海洋環境下測量的發展要求。海洋環境下測量網絡中心不在依賴平臺內自身的測量設備，而是依靠平臺間的信息綜合和共享，實現互通、互連、互操作，成為試驗指揮中海洋環境下測量的中心。按照這種概念，海洋環境下測量體系中要布置機動或固定的水聲和海洋環境下成像設備。國外常采用多基地定位、環境自適應和數據融合等技術，對海洋環境下目標定位和測量。多基地、多平臺聯合探測系統構成海洋環境下測量網。要求各海洋環境下測量設備之間信息傳遞網絡化、寬帶化，各海洋環境下測量設備信息處理高速數字化、實時化，逐步實現可靠、實時海洋環境下測量數據和圖、文、聲像信息的傳遞與共享。
四 結束語
  海洋環境對聲吶的影響具有普遍性，是不同功能的聲吶裝備在使用過程中不可回避的、具有共性的環境因素。對于水聲探測和傳輸來說，主要影響聲吶裝備的功能、性能、*效能、隱蔽性、適應性、可靠性和使用壽命。為了充分發揮聲吶探測水下目標的能力和提高對目標的分辨力，必須著眼于聲吶環境適應性的研究。一是建立海洋環境綜合數據庫，通過大量反演試驗，探索出海洋背景對水聲探測和傳輸的影響；二是大力發展環境適應性技術，通過各種新技術的應用，探索出水聲裝備適應水下信道傳輸的方法，克服海洋環境對水聲裝備的影響。