波束形成技术 

波束形成技术可以通过软件或硬件实现，是指对不同阵元接收到的信号进行延时加权处理，最后使波束具有一定方向的指向性，提高探测分辨率。

前段阵列技术

 声呐的接收阵列具有不同的形式，如平面式、凸弧形或柱面形。平面式的接收阵接收角度范围有限，一般不大于90度，且不易与发射阵共用，而凸弧形的探测角度范围理论上可以达到360度且可以与发射阵共用。但目前使用最多的是柱形阵，结合压电高分子材料组成声呐换能器。

05 国内外发展状况

英国奎奈蒂克公司研发的冥府守门狗360，不仅可以实现自动探测，还可以对目标进行分类和跟踪。其探测距离可达到700米左右，探测深度可至500米，在此范围内可以准确地识别入侵物的特征，进行识别与判断。其应用场景主要为船舷两侧或海底，安装在船舷两侧可以在一定程度上保障船只的安全，部署在海床上时可以形成一道警戒线，对一定的海域提供实时预警功能，同时，也可以延长探测范围至1000米。

除此之外，英国的手持式蛙人侦查系统，具有易携带、易传输、精确定位目标、可导航、应用广泛等特点。使用时可以利用探测主传感器高频电子扫描声呐精确定位疑似水雷的目标，并将相关数据进行压缩后回传给母船。同时，该侦查系统采用的导航系统是基于长基线主动声学发射方式技术进行定位的，导航距离最远可达到1200米，并且导航定位误差在0.5米以内，相较于传统的海底放绳索定位的方式，能更大程度节约人力、物力、财力。

以色列的蛙人探测声呐对于开式、闭式蛙人呼吸装置以及有动力的蛙人装备都具有较好的探测性能。如对开式呼吸系统来说，其探测距离可以达到1000~1200米。对于闭式呼吸装备，其探测距离一般为700米左右，而且可以在海洋混响比较严重的环境下工作，并具有较好的性能，其虚警率在闭式探测声呐中属于较低的范围。而对于蛙人运载器，因其目标强度较大，因此探测距离更远，一般可以达到1400~2000米。

国内的蛙人声呐探测研究虽起步晚于欧美国家，但如今在某些方面也取得实际成功。例如，成功研制了全自主知识产权的DDS，是当时国内唯一的数字多波束DDS。国内第一所研究蛙人探测声呐的机构在2010年与国内其他单位联合生产研发了2020型反蛙人探测声呐，其带宽约10KHz，但探测距离较近，约为500米。同时该型声呐可以实现多台联合使用，大大降低了探测虚警率。除此之外，国内其他单位也在蛙人探测领域进行了相应的研究，如在“十二五”期间，某研究机构所研制的声呐探测距离可达到公里级，达到了国际先进水平。

  06 存在问题

就目前我国蛙人探测声呐的研究来说，硬件方面的难点问题基本已经攻克，但在其他方面仍有一些问题亟待解决，其主要体现在以下几方面。

1)在海岸地区可能存在较大型海洋动物，这些海洋动物可能造成蛙人探测声呐的虚警；

2)在沿海地区，一般水中杂物较多，蛙人探测声呐易受到影响，导致无法准确识别入侵者；

3)在港口等船只较多的沿海地带，由于船只航行会产生一定的气泡，这些气泡也会干扰探测声呐的工作，如何有效减少干扰气泡或排除船只气泡对声呐的影响，是一项急需解决的问题；

4)在探测距离上仍需进一步的提升。

结束语

随着水下装备技术的不断发展，蛙人、UUV等水下小型设备的探测与识别日益凸显其重要位置，尤其是在沿海经济带及港口等重要场所，如何有效地探测到潜在的危险对于港口安全具有十分重要的意义，蛙人探测声呐作为一种有效的检测手段被各国逐渐重视起来。虽然我国在蛙人探测方面较一些国家晚，但目前也取得了很大的成绩，在某些方面已经接近国际先进水平。随着蛙人探测数据的逐渐丰富以及多波束形成技术的发展，未来的蛙人探测声呐性能一定会有进一步的提升，展现出全新的面貌。（哈尔滨工程学院）