Sonar는 음파를 사용하여 주변 환경에서 물체를 매핑하거나 찾는 기술입니다. 전제는 매우 간단합니다. 첫째, 물체 방향으로 음파 클러스터를 방출합니다. 몇 파도가 튀어 나오지만 나머지 파도는 이미 터 방향으로 다시 반사됩니다.
Sonar는 음파를 사용하여 주변 환경에서 물체를 매핑하거나 찾는 기술입니다. 전제는 매우 간단합니다. 첫째, 물체 방향으로 음파 클러스터를 방출합니다. 몇 파도가 튀어 나오지만 나머지 파도는 이미 터 방향으로 다시 반사됩니다.
튜브의 한쪽 끝을 거대한 바다에 삽입하고 다른쪽에 귀를 넣으려면 분명히 loon처럼 보일 것입니다. 그러나, 당신은 또한 배의 희미한 신음 소리와 바다의 광대 한 깊이에서 멀리 떨어진 다양한 동물들의 노래를들을 것입니다. 레오나르도 다빈치 (Leonardo Da Vinci)는이 독창적 인 실험 (판단에 대한 두려움없이)을 수행 한 최초의 사람 이었으며이 기발한 현상을 발견했습니다. 그는 우리가 지금 소나라고 부르는 것을 성공적으로 구현했습니다.
사운드 탐색 및 범위 (소나)
Sonar는 음파를 사용하여 주변 환경에서 물체를 매핑하거나 찾는 기술입니다. 이 기술은 최근 몇 년 동안 인간이 발전한 사치스러운 것이 아닙니다. 그것은 수백만 년 동안 박쥐와 고래와 같은 동물에 의해 사용되었습니다.
태양이 세워지는 동안 박쥐. (사진 크레디트 :satit_srihin / shutterstock)
전제는 매우 간단합니다. 첫째, 물체 방향으로 음파 클러스터를 방출합니다. 몇 파도가 튀어 나오지만 나머지 파도는 이미 터 방향으로 다시 반사됩니다. 소리의 속도에 대한 지식과 파도가 검색되기 전에 통과 한 시간에 따라, 부드러운 수신기는 이미 터에서 물체의 거리를 계산할 수 있습니다.
.소나는 야외에서 구현 될 수 있지만 물에서 더 효과적인 것으로 알려져 있습니다. 음파는 물에서 더 먼 거리를 이동하는 경향이 있기 때문입니다. 소나의 놀라운 범위로 인해 고래는 50 피트 떨어진 곳에서 탁구 볼 크기의 물체의 모양과 움직임을 분별할 수 있습니다. 그들은 자신의 친척을 사료로 추적하기 위해 시력보다 Sonar에 의존하는 것으로 알려져 있습니다.
고래의 꼬투리. (사진 학점 :Catmando/Shutterstock)
활성 및 수동 소나
결국 인간은 기하 급수적으로 우수한 범위와 해상도를 가진 소나 머신을 개발했습니다. 가장 간단한 것은 음성 상자와 귀의 조합 시스템으로 구성됩니다. 우리가 폐의 꼭대기에서 소리를 지르고 결국 에코를들을 때 산 위와 협곡에서 구현하는 것은 소나입니다. 그러나 군대가 개발 한 LFA 소나는 수천 마일을 여행하는 소리를 내며 방출합니다. 넓은 범위에서 우리는 4 가지 유리한 지점에서 음파를 방출함으로써 지구의 바다의 거의 80%를 덮을 수 있습니다!
빛과 그 문제에도 불구하고 Radar의 엄청나게 우수한 속도에도 불구하고 NOAA는 해상 차트를 개발하고 해저 매핑을 실행하고 난파선을 찾고 수중 위험을 예측하는 데 사용되는 소나입니다. 실제로, 소나의 특허는 타이타닉의 비극적 인 취소로 이어진 사건을 목격 한 후 승인되었습니다. 주요 목적은 수중 충돌을 피하기 위해 바다 표면 아래에 숨어있는 물체를 식별하는 것이 었습니다.
배가 소나를 사용하여 해저를 매핑하는 방법을 표현합니다.
그 후, 제 1 차 세계 대전은 수중 감시 및 전쟁 잠수함의 길을 열어주는 주요 발전을 가져 왔습니다. 수중 감시는 Postive 로 알려진 것을 구현합니다 SONAR - 다른 송신기가 방출하는 음파를 듣는 것이 자체 송신기가 필요하지 않은 기술입니다. 이것은 고래와 적의 함선이 만든 소리를 듣는 것을 의미합니다. 이 도구는 단순히 그 방향으로 이동하는 사운드 파를 감지합니다. 그러나 기계는 다른 수동 청취 장치의 도움 없이는 이러한 송신기의 위치를 결정할 수 없습니다. 그들은 존재감을 느끼지 않고 은밀하게 송신기의 위치를 삼각 측량하기 위해 협력합니다.
잠수함은 에코 수신 사이의 경과 시간을 측정하여 소리의 파도를 전송하고 근처에서 물체를 감지합니다.
반면에, 전쟁 잠수함은 Active 를 구현합니다 SONAR - 송신기뿐만 아니라 수신기를 사용하는 기술. 이것은 우리가 Sonar와 가장 쉽게 연관시키는 기술입니다. 잠수함은 에코를 받기 전에 경과 시간을 측정하여 소리의 파도를 전송하고 근처에서 물체를 감지합니다. 단순히 물체의 존재를 감지하는 것 외에도, 탁월한 정교한 도구의 점진적인 상승은 또한 우리가 절묘한 세부 사항으로 모양, 크기 및 방향을 식별 할 수있게 해주었습니다.
해상도와 감쇠 사이의 손상
송신기는 대부분 전류에 노출 될 때 흔들리고 왜곡되는 재료 인 대부분의 압전 재료입니다. 이러한 왜곡으로 인한 소리의 생성은 스피커의 다이어프램 진동과 유사합니다. 반대로, 압전 재료는 왜곡 될 때 전류를 생성합니다.
그러나 반사 된 파도는 물체에 의해 흩어져있는 파이기이기 때문에 원래의 입사 음파에 비해 강도가 감소된다고 합리적으로 결론을 내릴 수 있습니다. 수신 된 파도의 낮은 강도는 이미지를 어둡거나 적절하게 밝게 만듭니다. 따라서 이미지의 품질은 기계의 기능뿐만 아니라 물체의 측면과 메커니즘이 구현되는 지형에 따라 다릅니다.
예를 들어, 더 건조하거나 불규칙한 표면으로 덮인 물체는 규칙적이거나 매끄러운 표면으로 덮인 물체보다 더 많은 음파를 흡수합니다. 음파의 전파는 또한 물의 온도와 그것이 촉진하는 불순물의 영향을받을 수 있습니다. 반면에 해상도와 범위는 음파의 주파수와 밀접하게 연결된 특성입니다.
소리는 빛이나 무선 파도보다 물에서 먼 거리를 이동합니다. (사진 크레디트 :Seaphotoart / Shutterstock)
20kHz 미만의 저주파 음파는 해상도가 좋지 않지만 그 사이의 장애물에 의해 약화 될 가능성이 높기 때문에 더 높은 범위를 자랑합니다. 반대로, 100kHz보다 큰 주파수를 가진 고주파 음파는 경이로운 해상도를 생성하지만 감쇠가 심화되기 쉽습니다. 타협이 발생하여 원하는 세부 사항의 크기에 비례하여 최적의 주파수를 신중하게 선택해야합니다.
소나는 감시 또는 전쟁 잠수함에만 사용되지 않습니다. 또한 의사는 또한 초음파 검사로 알려진 과정 인 낭종 및 암 세포를 탐지하는 데 사용됩니다. 의사는 신체 내부에 흩어져 있고 리코 셰 뜨개질이있는 음파로 환자에게 침투하여 X- 레이가 허용하는 것보다 훨씬 더 상세하게 근육과 장기를 감지 할 수 있습니다.
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다크 나이트 의 끝을 향해 , 배트맨은 절망적으로 여우의 소나 컨셉을 조커의 위치를 결정하기 위해 고담의 모든 스마트 폰에 적용했습니다.
소나 장치는 또한 낚시 그물의 끝에 부착되어 어부들은 그물에 잡힌 물고기의 대략적인 추정을받을 수 있습니다. 배트맨조차도 소비한 조커를 잡기 위해 소나트를 사용하는 소나 사용에 저항 할 수 없었습니다. 장면의 비현실적이거나 널리 퍼진 Sonar 구현에도 불구하고, 기술이 얼마나 실질적인지를 깨닫는다.
