毕 彦 张德会 宋 厦

（1.海军装备部驻上海地区第七军事代表室 上海200136；2.中船航海科技有限责任公司 上海200136）

引 言

声音能在水中传播，可以通过声音在水中进行定位。测深仪器分为单波束测深仪及多波束测深仪，一般在常规浅水测深时，多波束测深仪也会以单频单波束模态进行工作。［1］单波束测深仪又称回声测深仪［2］，是声波收发和水声信号检测的记录设备，其一般由发射机、接收机、收发换能器、显示记录设备和电源组成［3］。

回声测深仪利用回声测距原理测量深度，换能器向水底垂直发射声波脉冲，声波传播到水底就会发生反射，进而回到换能器，测定换能器从发射声波至接收到水底发射回波所用的时间，就可以计算出水深。

回声测深仪的主要性能指标与其工作频率、功率大小以及波束角等参数有着密切的关系，其中波束角的选取对换能器的尺寸大小、测深仪的分辨率以及声波能量的聚集都有着巨大的影响，本文重点对波束角设计的约束因素进行仿真分析，从而得出波束角设计依据。

1 波束角设计的耦合因素

波束角的大小在物理上由换能器的尺寸决定，所以在设计时需要考虑到测深仪换能器的适装尺寸；波束角还反映了声波的能力聚集程度以及声波投影到海底的分辨率，根据测深仪的使命任务需要进行判断选择［4］；另外，安装载体的航速以及航行姿态的使用范围都会对波束角的选择进行约束。下面逐一分析。

1.1 测深距离对波束角的设计约束

以中心频率48 k测深仪为例，仿真参数如下表1所示。……