合成孔径声呐技术研究进展

合成孔径声呐技术发展历程

国外情况

声呐和雷达从原理到应用有很多相似之处，而合成孔径声呐与合成孔径雷达，更像一对孪生兄弟，经历了相似的发展过程。合成孔径雷达于 20 世纪 50—60 年代起步，于 20 世纪 80 年代快速发展，并取代传统侧视雷达成为对地观测重要手段。

SAS 研究从 20 世纪 60 年代起步，20 世纪 60—70 年代发展缓慢，主要原因是技术实现上的困难问题和对技术上是否可行的认识问题。在 SAS 研究领域，制约其技术发展的两个关键问题：①水声信道，水声环境（时变信道）一般比较恶劣，不同回波信号的相干性是个问题。特别是浅海水声环境条件不理想，同空气中电磁波工作环境相比，是更为“敌意”的媒质。这是当时主流观点认为水声信道太不稳定，不适合合成孔径处理。②声波传播速度比电磁波慢得多，由于方位模糊问题，使得信号空间采样率较低，这极大地限制了 SAS 载体的运动速度，进而限制了测绘速度的提高。

在 SAS 研究处于低潮时期，仍有一些学者坚持不懈地探索，并进行了一系列水声环境实验。结果表明，水声信号的相干性能够满足合成孔径成像要求。声传播速度慢导致信号空间采样率低和限制 SAS 载体运动速度等问题也可以通过多子阵的办法来弥补。

进入 20 世纪 90 年代，西方主要发达国家纷纷投入巨资，针对 SAS 科学和技术问题开展研究工作。

进入 21 世纪，SAS 技术取得了快速发展：相关技术已达到实用水平，相应的产品和军用装备也已经出现。

据 Unmanned Vehicles和《简氏防务周刊》报道，美国海军把 Edge Tech 4400 合成孔径声呐系统装到猎雷 UUV上，作用距离提高 4 倍、分辨率提高 36 倍。该型声呐美国已经对外禁运。

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