雷达和声纳
RADAR和SONAR都是检测系统,可用于识别物体及其在不可见或远处时的位置。它们的相似之处在于它们都检测到发射信号的反射。这使他们容易相互混淆。它们也都可以作为更长时间描述的首字母缩略词,RADAR是无线电探测和测距的简称,也是声导航和测距的SONAR。[i]两者之间也存在其他差异。
雷达和声纳之间的主要区别将是它们用于检测的信号类型。雷达探测依赖于无线电波,无线电波是电磁频谱的一部分。声纳使用声波,这是机械波。由于这两种波型的不同特性,它们都适用于不同的应用。雷达探测的基本过程包括向空中发射无线电脉冲,其中一些被物体反射。这些反射由接收器捕获,并且可以使用多普勒效应计算移动物体的速度。使用声波的过程类似于使用声波。出于这个原因,在使用雷达之前在空中使用了声纳。[ii]
人们普遍认为,雷达在大气中使用,声纳在水下使用,但这并不能准确地代表两种系统能力范围内的各种应用。由于雷达具有更大的范围,因此它被用于许多应用中。这些不同于空中和地面交通控制,雷达天文学,防空系统反导系统,海上雷达,飞机防撞系统,海洋监视系统,外层空间监视,气象学,测高和飞行控制以及导弹目标定位系统。还有地面穿透雷达可用于地质观测和用于公共卫生监视的距离控制雷达。[iii]声纳的军事用途包括:反潜战,鱼雷,地雷,地雷对抗,潜艇导航,飞机,水下通信,海洋监视,潜水员的水下安全手持式声纳,以及拦截声纳。声纳还有许多其他民用用途。这些措施包括捕捞渔业鱼类,回声探测,净位置,远程操作车辆,无人水下航行器,水声声学,水流速度测量,测深测绘,车辆定位,甚至还有可以帮助视障人士的传感器。[iv]
雷达和声纳都依赖于声音的速度,因为声纳在许多水下应用中被使用,因为声波在水中的传播速度比在空中传播的速度慢,所以速度可能会慢一些。速度也会受到温度,盐度和水压的影响。主动声纳能够在更大范围内检测目标,但它也允许在更大范围内检测发射器,这使其不适合其许多预期应用。声纳的大多数用途都使用称为被动声纳的类型。它可以有更大的范围,非常隐蔽和有用,但高科技组件是昂贵的。[v]雷达技术通常具有比声纳更大的范围,但它也可以受到许多变量的影响,包括折射率空气(雷达地平线),地面以上高度,视线,脉冲重复频率和可能受环境条件影响的返回信号功率。[vi]
每种技术的开发和发展方式都有另一个不同。声纳在自然界中被发现,并且许多动物在人类开发应用之前已经使用过它。蝙蝠和海豚都在回声位置使用声纳,这使得它们能够在无法通信的情况下进行通信并“看到”。当第一个声纳设备被开发用于检测1906年的冰山时,人类首次使用该技术;它在第一次世界大战期间得到了进一步发展,自那时起军事应用推动了它的发展。无线电波也是一种自然发生的现象,因为它们是电磁波谱的一部分,但它们尚未被其他动物使用。他们在19世纪80年代首次由Heinrich Hertz进行探索,尼古拉·特斯拉也探索了这项技术,他的确有这种技术可用于探测的愿景。脉冲雷达是在英国开发的,并于20世纪20年代引入美国。军事和民间利益已经取得了这项技术的进展。[vii]
已经研究了声纳对海洋动物的影响,并且已经证明它可以导致许多海洋哺乳动物的搁浅。这些包括对活动声纳具有高灵敏度的喙鲸。蓝鲸和海豚也受到影响。除了绞合,还有行为反应,如喂养模式的中断。对于须鲸来说,这种破坏可能对觅食生态,个人健康和人口健康产生巨大影响。声纳也被证明会引起某些类型鱼类听力的暂时转变。[viii]与声纳不同,由于使用雷达,对特定动物种群没有自然发生和记录的影响。世界卫生组织研究了这些无线电波对癌症发病率的影响,并得出结论,没有证据表明射频会缩短人的寿命或诱发癌症。在非常高的无线电频率下,可能会降低耐力,降低心理敏锐度和对场地的厌恶。[ix]尽管有迹象表明无线电波通常是安全的,但许多人仍然担心过多的暴露。