埋藏在海底的雷達(dá)

周軍

側(cè)掃聲吶是一種主動(dòng)聲吶，也稱旁掃聲吶、旁視聲吶或側(cè)視聲吶。顧名思義，側(cè)掃聲吶的水聲換能器常常安裝在船體（或拖體）兩側(cè)向側(cè)方發(fā)射聲波，通過水底物體對(duì)入射聲波反向散射來探測(cè)水底形態(tài)和目標(biāo)。

一套完整的側(cè)掃聲吶，主要由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、換能器、控制器和顯示器等組成。聲吶聲波發(fā)出后，聲脈沖以球面波擴(kuò)展的方式沿側(cè)向向遠(yuǎn)處發(fā)射，當(dāng)碰到海底或水下目標(biāo)的反射或散射，信號(hào)就會(huì)原路返回，并根據(jù)距離的不同先后被接收。距離越遠(yuǎn)回波信號(hào)越弱。通常來說，硬的、粗糙的和凸起的海底回波信號(hào)強(qiáng)；軟的、平滑的和凹陷的海底回波信號(hào)弱；被凸起海底遮擋部分的海底沒有回波。回波脈沖幅度的高低對(duì)應(yīng)著海底的起伏軟硬。換能器每次發(fā)射可獲得兩側(cè)一窄條海底的信息，在計(jì)算機(jī)上顯示為一條線。換能器按一定的時(shí)間間隔發(fā)射接收脈沖，將每次接收到的回波數(shù)據(jù)顯示排列起來，就可得到完整的海底地形地貌聲吶圖像。操作人員借助計(jì)算機(jī)對(duì)聲吶圖像進(jìn)一步處理，便可對(duì)海底或目標(biāo)物進(jìn)行研判。

側(cè)掃聲吶的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在可以利用海底或沉底物的回波強(qiáng)度信息，對(duì)海底介質(zhì)或沉底物的特征進(jìn)行定性分析；具有較高的橫向分辨率，可以獲得分辨率較高的、二維的海底地貌圖；探測(cè)面積大，且對(duì)特殊外形的水下目標(biāo)識(shí)別能力強(qiáng)；安裝難度低，且成本低廉……所以側(cè)掃聲吶出現(xiàn)以后很快得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在已成為水下探測(cè)的主要設(shè)備之一。

在軍事上，側(cè)掃聲吶主要用于海底沉底目標(biāo)、水雷、蛙人和潛艇等的探查，水下戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境調(diào)查以及援潛救生等；在民用領(lǐng)域則主要用于水下考古、救撈、海洋大陸架專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)劃分以及海洋工程等。1912年，堪稱當(dāng)時(shí)世界上最奢華的“夢(mèng)幻郵輪”“ 泰坦尼克號(hào)”與一座冰山相撞后沉入大西洋底3700米處。從那以后，許多人曾嘗試著打撈“泰坦尼克號(hào)”的殘骸，卻毫無收獲。直到20世紀(jì)80年代初，水下考古學(xué)家羅伯特·巴拉德及其團(tuán)隊(duì)借助側(cè)掃聲吶技術(shù)，在距沉沒區(qū)域約21千米處的黑暗海底發(fā)現(xiàn)了這艘巨輪。

當(dāng)然，側(cè)掃聲吶也存在明顯的缺點(diǎn)，比如只能獲取海底相對(duì)起伏的數(shù)據(jù)，無法獲得直觀的、三維的地形圖，海底深度測(cè)量的精度也比較低等。

隨著側(cè)掃聲吶技術(shù)的發(fā)展，其也被應(yīng)用于三維海底地形的可視化。把聲吶設(shè)備的接收換能器作為突破口，就能得到對(duì)海底“掃描”的三維圖像，用于海圖繪制和水下導(dǎo)航，為潛艇或水下無人潛航器的軍事任務(wù)提供精細(xì)化環(huán)境支持，協(xié)助實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)駕駛”。

海底深處隱藏著各種令人向往的自然資源和生物群落。更令人著迷的是那些謎一般的文物或?qū)毑亍＿\(yùn)用雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，可以探測(cè)到海底埋藏的各種物質(zhì)，幫助人們更加深入地了解海底世界。

雷達(dá)探測(cè)技術(shù)是電磁波探測(cè)技術(shù)的一種，主要的探測(cè)對(duì)象是海底表層的地質(zhì)構(gòu)造和目標(biāo)物體。這項(xiàng)技術(shù)有著較高的準(zhǔn)確度和可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的探測(cè)和圖像清晰度的高精度。最重要的是，雷達(dá)探測(cè)技術(shù)還能夠有效地排除水體對(duì)傳感器的影響，使其在深海等環(huán)境下具有很好的應(yīng)用性。

在海底探測(cè)寶藏方面，最為關(guān)鍵的是通過雷達(dá)探測(cè)技術(shù)獲取準(zhǔn)確的海底圖像。從所探測(cè)到的圖像中可以分辨出海底各種物體的分布和輪廓，甚至可以區(qū)分不同物質(zhì)的形狀和性質(zhì)。通過計(jì)算機(jī)處理這些圖像，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)寶藏的三維重建，并研究其分布、覆蓋范圍及形狀等。