价值连城的声呐能不能用来播放音乐?
我们都知道hifi世界充满金钱与玄学的味道,动辄几十万一对的箱子,几十万一套的前后端,以及几百上千一米的高端线材,甚至有些一九二零年代的老古董都能卖到上百万一整套,烧友们追求听感竟无止境。
能源上又有火电、风电、水电、核电之分,火电太燥不行,风电飘逸水电圆润,核电则气势澎湃特别适合大编制。那么是否有一种设备异常澎湃甚至达到几十公里外的烧友都能耳闻的地步?答案当然是有的,那就是舰艇的大型主被动声呐系统。
水面舰艇主被动声呐以美国海军广泛装备的SQS-53C舰壳声呐为代表。该声呐主动方式工作时连续发射电功率达240千瓦,几乎是顶着基阵表面空化的最大功率运作,最大几千瓦的大功率音响功放在它面前就像玩具一样。
与喇叭配音箱宽角度播放不同,声呐有一个直径近5米的大型基阵,原理上它与雷达电扫天线一样用相控阵原理形成发射与接收波束,因此它发射时能量集中在十度以内的窄波束内,声波能量传播效率很高。
SQS-53C主动发射工作频率3.5khz±0.5~0.75khz,音符上讲位于F7到C7之间,人声上是传说中的海豚音,只有极少的歌手能达到如此高的key。声呐检测海底目标会采用cw和fm两种波形,前者有较好的速度分辨率,后者有高的距离分辨率。
声呐播发它的“歌曲”时通常是一种短暂的、半秒左右的恒频音或频率增减音。如果用于娱乐,它也可以发射持续数秒的高音,这对海洋生物来说可能极不友好,如果有潜水员正好在波束内,那感觉可能会很糟。
声呐都是数字音源,用数字合成器合成的基础信号,这跟pc音源里的mid音乐相似,很适合播放以前红白机的8bit音乐,只是比一般的8bit高了几条街的key。要播放纯正的音乐还有一种设备可以满足——低频主动声呐。
低频主动声呐是二十一世纪兴起的新型探测手段,之前主要被战略音响船应用,用于远距离预警对方战略核潜艇。随着潜艇越来越安静,被动检测效率递减,探测距离远、不易被消声瓦影响的战术低频主动声呐兴起。
这种声呐一般由两部分组成:主动变深拖体和被动接收线列阵。线列阵对低频信号增益可达十五分贝以上,这使得低频方位检测变为可能。受限于慢速移动目标检测,战术低频主动声呐频率不能太低,一般在500hz±200hz之间,音符上对应D4到F5,正好是小提琴、二胡及女声的频率范围。
所以低频主动声呐理论上可以用近百千瓦的功率播放弦乐及女声,海中梁祝或者二泉映月只要想给是完全可以请各种海豚、鲸鱼欣赏的。女声播放则有点过于玄幻了,古希腊传说中的海妖或许就是无聊的声呐操作员在播放心爱的发烧唱片。
深海一般都会有深海声道及会聚区,舰艇逮着稳定的深海声道、会聚区发射,能把声音传播到几十上百公里外,海边的姑娘把一根管子伸到水里听见帅气的声呐操作员发送的摩尔斯电码也不是不行。