声纳测量声波从物体反弹并传播回接收器所花费的时间。这是可视化水下地形或检查海底结构的最佳方法。但是，声纳系统必须部署在船舶或浮标上，这会减慢其速度并限制其覆盖范围。但是，斯坦福大学的工程师已经开发出一种新的光和声混合技术。他们认为飞机可以使用这种激光/声纳组合技术扫描海洋表面，以获得水下物体的高分辨率图像。这种概念验证的机载声纳系统的简介最近在IEEEAccess杂志上发表，它可以帮助发现海难，勘测海洋栖息地并更轻松，更快地找到敌方潜艇。 “我们的系统可以安装在无人机，飞机或直升机上，”斯坦福大学电气工程学教授阿敏·阿巴比安（Amin Arbabian）说。 “它可以快速部署...覆盖更大的区域。”机载雷达和激光雷达用于以高分辨率绘制地球表面的地图。两者都可以穿透云层和森林覆盖物，这使得它们在空中和地面上特别有用。但是从空中窥视水中是另一个挑战。声波，无线电波和光波从空气到水来回传播时会很快失去能量。阿尔巴比安说，在浑浊的水中，这种衰减更为严重。他将两个已知的光和声纳光脉冲组合成一个声纳系统。 “当您在对象上照射光脉冲时，它会加热并膨胀，从而产生声波，因为它会使空气分子在对象周围移动。”该团队开发的新型光声呐系统首先向水面发射激光。脉冲。水吸收了大部分能量，产生超声波，并像传统的声纳一样在水中移动。这些波从物体反射回来，一些反射波从水返回到空气。此时，回声会损失很多能量，因为它们会穿过水-空气屏障，然后穿过空气。这是团队设计的另一个关键部分。为了检测空气中微弱的声波，研究团队使用了一种超灵敏的微机械设备，称为空气耦合电容微机械超声换能器（CMUT）。这些器件是简单的电容器。当受到超声波的冲击时，它会振动。它们在检测空气中的声波方面非常有效，并且Arbabian一直在研究CMUT传感器在远程超声成像中的应用。检测到的超声信号由专用软件处理，以重建水下物体的高分辨率三维图像。研究人员通过将不同高度和直径的金属棒放在25厘米深的大鱼缸中进行测试，该鱼缸装有清洁水以进行成像。 CMUT检测器位于水面上方10厘米处。接下来，他们计划对放置在游泳池中的物体成像。他们将不得不使用更强大的激光源在深水中工作。他们还希望改进该系统，使其能够与波一起使用，因为波会使信号失真并使检测和图像重建更加困难。 Arbabian说：“此概念证明是为了表明您可以通过空气-水界面看到。这是问题中最困难的部分。一旦我们证明它是有效的，就可以扩展到更大的深度。还有更大的物体。”原始标题：光驱声纳可以从空中探测海洋来源：[微信公众号：IEEE电气和电子工程师学会]欢迎您增加关注！请指出转载文章的来源。