水下聲學是如何被用來監測和防御港口的?

一、需求背景

港口是一個復雜的環境，有運送貨物的船只、停靠的碼頭和棧橋、游泳者、潛水員和游樂船等。為了維護港口的安全和安防，需要進行不間斷的檢測，以發現、辨識區分和監測所有港口處的活動。

二、主要技術方式

港口監測技術包括空中系統(如雷達)和水下監視系統(用于探測發現潛水員、游泳者、水下航行器和其他潛在威脅)。

監測和保護港口免受水下威脅的ZUI 有效手段是主動式聲納。聲音信號由聲波換能器發出，返回的水聲回波經接收和處理后能提供附近物體的信息。

在港口監測安防中使用的系統一般有兩種:單換能器和陣列式換能器。單換能器系統包括一個發送和接收聲納信號的換能器。換能器通常被布放在港口的關鍵區域。例如，換能器可被布放于監視一塊特定的有限區域或咽喉要道處，如港口的入口，以作為第一個探測點，而不是掃描整個港口。陣列式換能器系統包括連接到控制站的多個換能器。這樣可以覆蓋整個港口。

被動式聲吶系統可同樣用于探測、跟蹤和分類水下聲源目標，這是基于潛水員、船只、水下航行器和人造設備的聲學特征。

三、美國技術方式

美國海Jun海洋哺乳動物項目使用寬吻海豚來執行艦船和港口保護、水雷探測和清除以及設備回收等任務。寬吻海豚利用回聲定位來探測和防御入侵者。它們曾在越南戰爭和波斯灣用于保護海 Jun艦艇。海豚用它們的聲納在這一區域巡邏，如果它們發現了游泳者，就會向訓練其的武裝警衛發出警報。他們還接受訓練，可用特定動作和記號給游泳者“標記”，這樣海Jun人員就可以定位入侵者。

除了比較復雜的海豚探測防御之外，美國也有非常成熟的港口安防水下聲吶系統。