声引信及其工作原理与应用

声引信是利用声场探测目标的近感引信。

现代战场上的飞机、坦克、舰艇等在运动状态时都会发出巨大的噪声，因此可以利用声探测器探测这些目标。这些发声目标都是声源，声源的扰动会在弹性媒质中引起声波。声波是弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合。一般说来，声引信就是利用声探测器把声场中上述物理量转变为电信号，并进而确定目标方位、引爆炸药。

利用声场探测目标有很多优点。武装直升机是现代战争中的一支重要攻击力量，它在战斗中使用的主要特点是采取超低空飞行，利用地形、地物隐蔽飞行。它的这种飞行特点给某些传统的探测技术带来极大的困难。综合各方面资料报道，可认为武装直升机在攻击目标的飞行中，其高度在10～50m。这种飞行高度使各类防空雷达处于无能为力的境地——在雷达盲区则看不见。各波段的电磁波在遇到地形、地物等背景严重干扰时，很难分辨出目标，而利用声探测技术则有明显的优势。在水中作战环境下的声引信已经发展多年且相当成熟，因为在水中电磁波的剧烈衰减，各波段电磁波、激光、红外等探测技术的难度更大。

利用声场探测目标与利用其他物理场探测目标一样，必须解决准确识别目标和干扰的问题。如果目标是武装直升机，那么战场上的各种爆炸、火炮发射、各种运动中的车辆所产生的噪声及其他环境噪声是可想而知的。如果目标是潜艇，同样会存在水中爆炸、扫雷具产生的噪声以及工业噪声、生物噪声、降雨噪声、地震噪声等一系列噪声。这些噪声对目标噪声造成一种干扰，因此，声探测器必须能区分目标噪声和干扰噪声。

声引信也分为主动式和被动式两类。所谓被动式是指探测器仅靠接收声源的声信号来探测目标；而主动式探测器本身向空间辐射声波，利用目标产生的回波或声场变化来探测目标，与目标是否发出噪声无关。

此处介绍的是一种用于攻击小型水面舰船、水陆两用战车及小型潜艇的水雷声引信。此种水雷布设深度为2.5～100m，威力半径为25m，采用声磁复合引信，电源用锂电池，存储期5年以上。其简化原理方框图如图10-15所示。

声引信在该水雷中作为值更引信，工作原理如图10-16所示。

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图10-15　某水雷引信原理方框图

图10-16　声信号通道方框图

水听器直径26.5mm，高2.5mm，接收10～5 000Hz频率范围的声信号；经过带宽为80～610Hz的宽带放大器放大；送到有源检波器检波，有源检波器的增益值可通过旋转开关调节，从而改变声信号处理电路的阈值；检波后的信号送到有源高通滤波器中，除去因海浪运动特别是潮汐产生的漫变化噪声；当滤波器的输出超过触发器的阈值电平，触发器输出一高电平信号，表明声信号有效，该高电平信号同时启动磁通道电源及磁信号处理电路，这样可以减少磁通道大量的功耗。

本引信设置的震动信号通道主要用来阻止当雷体受到震动时的误动作。当雷体受到地震震动、冲击滚动、突然移动和滑动时，磁通道有可能动作。因此，设立震动传感器，一旦发生上述情况，立即封闭引信系统。其原理方框图如图10-17所示。

图10-17　震动信号通道方框图

震动传感器利用惯性感应原理工作。其中有一个线圈，其上方连有一个弹簧，当有震动时，弹簧带动线圈运动，产生感应电流，经放大、无源检波及RC滤波后，当其幅值超过预定门限后，触发器产生一逻辑信号，封闭磁通道信号处理电路。该震动传感器的频率范围为25～60Hz。