声呐技术至今已有超过100年历史，它是1906年由英国海军的刘易斯·尼克森所发明。到第一次世界大战时开始被应用到战场上，用来侦测潜藏在水底的潜水艇，这些声呐只能被动听音，属于被动声呐，或者叫做“水听器”。
在1915年，法国物理学家PaulLangevin与俄国电气工程师ConstantinChilowski合作发明了第一部用于侦测潜艇的主动式声呐设备。尽管后来压电式变换器取代了他们一开始使用的静电变换器，但他们的工作成果仍然影响了未来的声呐设计。1916年，加拿大物理学家RobertBoyle承揽下一个属于英国发明研究协会的声呐项目，RobertBoyle在1917年年中制作出了一个用于测试的原始型号主动声呐，由于该项目很快就划归ASDIC，（反潜/盟军潜艇侦测调查委员会）管辖，此种主动声呐亦被称英国人称为“ASDIC”，为区别于SONAR的音译“声呐”，将ASDIC翻译为“潜艇探测器”。
1918年，英国和美国都生产出了成品。1920年英国在皇家海军HMSAntrim号上测试了他们仍称为“ASDIC”的声呐设备，1922年开始投产，1923年第六驱逐舰支队装备了拥有ASDIC的舰艇。1924年在波特兰成立了一所反潜学校——皇家海军Ospery号（HMSOsprey），并且设立了一支有四艘装备了潜艇探测器的舰艇的训练舰队。1931年美国研究出了类似的装置，称为SONAR（声呐）。
和许多科学技术的发展一样，社会的需要和科技的进步促进了声呐技术的发展。俄罗斯海军专门将一艘核子K-403号潜艇改成声呐测试用艇，可见其重视程度。声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。
由于电磁波在水中衰减的速率非常的高，无法做为侦测的讯号来源，因此以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。无论是潜艇或者是水面船只，都利用这项技术的衍生系统，探测水底下的物体，或者是以其作为导航的依据。作远距离传输的能量形式。于是探测水下目标的技术——声呐技术便应运而生。
声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。
在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很饥唯有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸d，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。下面就水声学中的水下声道、水声信号场、声呐结构、安装、分类和应用等方面展开说明，供大家学习与参考。
水下声道
产生海洋传播声道的条件是海洋边界及特定声速剖面，声速剖面就是海洋的声速分层结构。海水中的声速是温度烂念培、盐度和静压力(深度)的函数，它大致分为三层：表面层、主跃变层和深海等温层。
表面层中的声速对温度和风的作用很敏感，有明显的季节变化和日变化。在表面层以下约千米深度内，温度随深度而下降，使声速也高敬随深度下降，具有较强的负声速梯度，称为主跃变层。最下面的称为深海等温层，层中海水处于冷而均匀的稳定状态，声速随着深度的增加而增加。在主跃变层的负声速梯度和深海等温层的正声速梯度之间存在一个定速极小值(声道轴)，形成较稳定的深海声道——声发声道。
在沿岸浅海及大陆架上，声速剖面受较多的因素影响，有较强的地区变异性和短时间不稳定性。但平均而言，仍有比较明显的季节特征。在冬季的典型声速剖面是等温层，在夏季往往是负跃层或负梯度。
在浅海，由海面和海底构成浅海声道，声波在声道中由海面和海底不断反射而传播。海底的声反射特性，特别是小掠射角的海底反射损失，是浅海声场分析和声呐作用距离预报的重要参量，它决定于海底的底质和结构。
当声传播水平距离不特别远(几百千米以内)时，往往把海洋看作分层媒质，分层媒质中的波动理论在60年代已达到较为成熟的阶段。海洋中存在着大量散射体以及起伏不平的界面。当声源发射声波以后，碰到这些散射体，就会引起声能在各个方向上重新分配，即产生散射波，其中返回到接收点的散射波的总和称为混响。
混响是主动式声呐的主要干扰。由产生混响的散射体不同性质，可分为体积混响、海面混响和海底混响。对混响的研究大体上分为能量规律和统计规律两个方面，混响的能量规律的理论分析以声波在海洋中的传播理论和散射理论的结合为出发点，主要涉及混响强度同信号参量和环境因素的联系以及衰减规律。
随着声纳信号处理技术的发展，接收机输出数据率不断提高，靠声纳员来辨认出目标并测定其参量是很困难的，这就发展了机器辅助检测和自动检测的技术。虽然水声信号处理的理论与雷达很相似，但由于水声信道的复杂性，仍有许多不同之处。
⒈深海中的声传播
通过混合层声道、声发声道和会聚区等方式传播。
①深海混合层声道。
它使掠射角小于在混合层底部（即下边界）发生反转的临界角，使声线保持在声道中，从而形成较为良好的声波传播通道。在层的下面产生声影区，由于海面的声散射以及声道下边界引起的衍射，一些能量进入了影区，故影区不是完全无声的。混合层声道的传播损失除了几何扩展和吸收衰减外，还包括泄漏衰减。当频率低于第1号简正波的截止频率时，这种声道作用不复存在。
②深海声发声道。
声发(sofar)声道词意来源于SOFAR系统营救坠海失事的飞行员。当声源置于声道轴附近时，由于声线向声速较小处弯曲，使一定掠射角内的声线不触及海面和海底而被保留在声道内。它的传播损失只包括吸收衰减和几何扩展，因此，对于较低频率的声波，由于吸收很小，能够传播得非常远。这种超远传播现象在40年代就已被发现。已经证明，几千克三硝基甲苯的爆炸声能够在海洋中6000km远处被收听到。
③会聚区。
越靠近声道轴的声线携带的能量越大，所以接收信号的幅值随时间缓慢上升，到沿声道轴声线到达时取最大值，尔后突然截止。在声道中，由于邻近射线的交会形成声强度较强的焦散区。由交会而构成的包络线称焦散线，焦散线相交海面的区域称会聚区。会聚区中的峰值声强级有超过球面扩展加吸收达25dB的会聚增益，通常取10～15dB。会聚区宽度的数量级约为距离的5%～10%，而第一会聚区宽度约为5.5km。理论预言，在中国南海表面声速小于底部声速的海洋中也存在较强的反转点会聚区，结果已被实验证实。利用会聚区实现远程探测已成为现役声呐的一种重要工作方式。此外，还有相对次要的海底反射束传播方式。
⒉浅海中的声传播
由于海底参与作用，使浅海声道比深海声道还要复杂。
①均匀层声场。
它是浅海声场中最简单、也是最基本的情况。C.L.皮克里斯首先以均匀液态海底模型及两液层海底模型讨论了均匀浅海中爆炸声的传播问题，为水声场的简正波理论作了开创性的工作。
②负梯度声场。
在夏季无风天气，由于太阳照射造成声速随深度下降，形成负梯度声速剖面。浅海负梯度的平滑平均场强也存在类似的四个场区，但由于声速负梯度所引起的声线向下弯曲，使声线以较大的角度触及海底，导致声线碰撞海底的次数增加，并且每次碰撞又有较大的反射损失，使声能漏出声道的效应显著地大于均匀层，场强以更快的速度随距离而衰减。当水平距离足够远，在水中反转的声线起主要作用时，会出现明显的声场深度结构，越靠近海底场强越强。
③温跃层声场。
在夏季有风天气，浅海表面在风搅混下形成等温层，而海洋下部的海水仍残留有冷水特性，温度会在当中一薄层内由上面较暖的等温层过渡到下面较冷的等温层，使得声速也发生相应的剧烈变化，从而形成夏季的另一种典型浅海声道──温跃层声道。在有温跃层（通常是负跃层）的海洋中，当声源置于温跃层以下时，只有大掠射声线才可以穿透温跃层，小掠射角声线被温跃层反射而保留在下层，这些声线的海底反射损失小，传播衰减一般小于大掠射角的情况。因此，当水平距离足够远时，温跃层下的场强显著地大于温跃层上的场强。反映这种场强深度结构的物理量称为穿透比，它被定义为下发下收的场强与上发下收(或下发上收)的场强之比。另外，由于声线管的扩张，上发上收的场强也大于上发下收的场强。
在浅海声道中，多途效应（参加叠加声场的各号简正波具有不同的群速度，或到达接收点的声线有不同的路径）使得宽带脉冲声信号在传播过程中不断畸变。在均匀层和负梯度情况主要表现为波形的拖散，而在负跃层情况将会有规则的梳状结构出现。
⒊声场数值预报
由于海洋媒质的时空多变性，在许多实际应用中，利用快速计算机，根据海洋环境参量的测定值或预报值，在建立了能够反映海洋环境因素对声场的制约关系的理论模型基础上，进行海洋声场数值预报成为当前亟待研究的重要课题。
所发展的预报方法有五种：
①射线算法；
②简正波算法；
③抛物方程算法
④快速声场程序(FFP)算法；
⑤水平射线－垂直简正波法。每一种算法都各有其优缺点，要针对具体问题的性质作适当选择。
水声信号场
水声信号的起伏和散射是由于海洋中存在着随机不均匀体，它们主要可分为三类：
①海面和海底的随机不平整；
②湍流引起的热微结构；
③内波引起的声速变化。这三类不均匀体的前向散射或对声波相位的扰动，则形成信号场的起伏，它们引起的声场起伏的规律也各不相同。水声信号场的起伏和散射是一个十分复杂的问题。到为止，还只有抽取某项主要机理而简化其他因素加以研究。
⒈海面波浪引起的声起伏
是研究的重要课题，它简化为随机起伏表面所限制的均匀半空间中的声场起伏问题，理论分析方法基本上有两种：①从格林公式和相应的软边界条件出发，再假定表面的不平整性足够平缓，而得到解析解。②直接寻求起伏表面的平均反射系数，它适用于绝对软或绝对硬的界面，同时也只适用界面粗糙度较小，因而散射场的随机分量远小于平均分量的特殊情况。对于一般的情况还待于发展新的理论分析方法。
⒉湍流引起的声起伏
湍流引起的各向同性分量的温度起伏场对于声速有扰动。声信号相对振幅的起伏同相位起伏的均方值相等，而且正比于波数的二次方、媒质折射率起伏的均方值和相关半径以及传播的距离。内波引起的声起伏内波属于重力波。近年来，关于低频远距离声传播起伏的实验结果表明：声信号在数分钟以至数小时时间尺度上，相位相当稳定，而振幅却有相当快的随机起伏，即振幅起伏与相位起伏具有完全不同的时间尺度，这与由湍流的弱散理论得到的结论完全不同。所以，这个研究课题引起了水声和海洋动力学的很大注意。
研究认为，内波对声场起伏起主要作用的频率范围是惯性频率和韦伊塞莱频率之间，在惯性频率以下，对声场起伏起主要作用的是内潮的活动。对于深海内波已取得不少实验资料，突出地反映在由C.加勒特和W.H.蒙克提出的G-M谱。但是对于浅海内波的研究，在国际上还处于初级阶段。
由中国浅海的内波研究表明，由于存在尖锐的负跃层等因素，它具有与深海内波明显不同的某些特性。
①在夏季典型负跃层条件下，声振幅起伏可达20dB，而在同一海区，冬季典型均匀层（无内波）条件下，声振幅起伏一般不大于数分贝；
②声振幅起伏与内波的活动程度有很强的关联性；
③声相位起伏主要出接收信号振幅出现最小值的附近一段时间；
④声相位和振幅起
所有这些产品的融化步骤必须都要避免细菌污染。在融化后而不需要补充Ⅷ因子时，
如果能在融化后24小时内完成输注，
则可
在病人使用前，将FFP和冷上清保存在获准使用的4℃贮血冰箱中。
FFP和冷沉淀的性能、制备、保存和处理
FFP由经过检查的献血员的全血或血浆置换制备而来。
当前的指南规定了质量
监控要求，
包括血小板的数量和白细胞的去除，
并且规定，
FFP必须快速冷冻
到一种能使不稳定凝血因子的活性得到保持的温度。
第一次献血员的血液不能用
于制备FFP。
●
由全血单位和血浆置换制备而成的FFP，可能只有每单位血袋中所含血浆容
量的不同。血浆容量范围可能为180～400
ml。FFP的融化程序必须
避免细菌污染。
●
将已收集的血浆快速冷冻到－30℃
（推荐的保存温度）
。
指南未规定从收集到
保存的间隔时间，只要达到性能要求即可。
●
在冷冻后，装有FFP的塑料袋变得相当脆，必须小心处置。输血袋的易损部
分是采血管的起端，敲击后可能发生断裂。
●
在融化后即刻，标准FFP必须达到以下要求：75％以上输血袋的Ⅷ因子含
量必须达到70
IU／ml以上。对于减病原体血浆，该要求降低。
●
必须在输注前即刻检查输血袋，如果有任何的可疑表现，如有絮状物或变色，
或按压时输血袋出现渗漏，则应废弃不用或寻求他人意见。
冷沉淀和冷上清
当前指南规定，
冷沉淀为
“
单份FFP在4
±
2℃下融化后获得的血浆冷沉淀蛋
白部分
”
，而冷上清为
“
在冷沉淀制备期间去除的血浆上清
”
。沉淀的冷沉淀蛋白
富含Ⅷ因子、VW因子、ⅩⅢ因子、纤维连接蛋白和纤维蛋白原。在离心后，冷
沉淀蛋白被分离，
并重新混悬在减容血浆中。
虽然指南未规定范围，
但英国血液
中心制备的冷沉淀容量都为20～40
ml。冷沉淀的性能要求是75％的输
血袋必须至少含有140
mg纤维蛋白原和70
IU／ml的Ⅷ因子。因此，
必须注意，
多袋冷沉淀所提供的纤维蛋白原可能少于2袋或3袋FFP所提供的
数量。
冷上清血浆去除了Ⅷ因子和纤维蛋白原；
缺乏VW因子大分子量多聚体，
但含
有VW因子金属蛋白酶。
FFP、冷沉帆皮态淀和冷上清的融化方法
和保存
冷冻血浆产品必须在37℃下融化（如果在4℃下融化，则会形成冷沉淀）
。态源融
化方式有多种，
最常用的方法是循环水水浴。
但这种方法有细菌污染的危险，
必
须按照控制无菌方案进行。首选干燥加热系统，这种方法可以避免血浆蛋白变
性。
干燥箱（温度控制风扇辅助温箱）
：FFP污染微生物的可能性较低，通常容
量有限。融化FFP的时间通常为2单位需10分钟。
微波烘箱：
可以在2～3分钟内解冻，
但有价格昂贵和容量有限的缺点，
还有
引起输血袋
“
热点
”
的问题，并可能使输血袋气化穿孔。
水浴：
必须将FFP原装输血袋放置在一个真空密封的多层包装袋中，
以防止
细菌污染。
在融化后，
将原装输血袋立即从多层包装袋中拿出，
检查有无渗漏和
破损。
不能使用有破损的输血袋。
用于握埋融化FFP的水浴箱必须专用，
必须定期
清洗（至少每天1次）
，使用清洁的实验室级蒸馏水。2个单位输血袋的平均融
化时间为20分钟。
融化后保存
如果不能及时输注，
则融化后的血浆和冷上清必须保存在4℃下。
当前英国的
指南要求在4小时内输完；
而美国血库学会允许在24小时内输完。
FFP中的
Ⅷ因子活性在4℃下24小时后下降28％，
但所有其他因子都能保持稳定达5
天。FFP中的Ⅱ因子和Ⅴ因子的活性能保持到融化后72小时。
血制品发放和输注的控制
与所有血成分输血一样，
成人和儿童使用FFP时必须通过170～200
μ
m滤器的过滤
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