fish sonar搜索、跟踪、识别渔船周围鱼群的探鱼仪。俗称水平探鱼仪。主要用于围网渔船和中层拖网渔船探测中上层鱼群。
在第二次世界大战时，装有军用声纳的驱潜艇有时把鱼群误认为潜水艇来攻击，这就引起了人们对声纳探鱼的兴趣。战后，一些国家借用装有声纳的军舰进行探鱼研究。20世纪50年代初，英国、挪威、苏联等国家开始建造专门用来探鲸的单波束机械扫描声纳，但体积大、价格贵，未在渔船上实际推广应用。60年代初才在围网及中层拖网渔船上推广应用。70年代，随着大规模集成电子器件的发展，一些先进渔业国家又研制成性能更好的多波束声纳和电子扫描声纳。80年代，借助微机应用技术，创制了各种智能化渔用声纳。为给捕捞作业提供更多信息，常把与捕捞有关的其他仪器所检测到的海况工况信息，如航迹、航向、潮流、温度、盐度等通过必要的接口电路输入声纳显示器综合显示。也可通过光笔在显示图像上加上必要的捕捞工况特征符号，如投网点、拟围捕鱼群位置等;以便直观掌握鱼、船、网的相对移动轨迹，这对捕捞作业提供了极大方便。世界各主要渔业国家正致力于从接收回波信号中提取大量有用信息，以便判断目标性质，包括鱼种识别的研究，同时依靠微机技术在收集编录存贮以往捕捞信息的基础上，与现时扫描声纳提供的信息对比，经综合分析后，向船长提供最佳捕捞方案，这就是智能化渔用声纳系统。中国从60年代开始研制单波束机械扫描声纳，70年代研制多波束电子扫描声纳，并在围网作业渔船上使用。
结构与原理 渔用声纳由发射器、接收器、终端显示器和换能器基阵等组成，它依据声波在水中的传播速度和被测目标回声所经历的时间确定船与目标间的距离;根据声波发射接收指向特性确定目标所处的方位;根据声波扫描空间与回波累计统计估算鱼群数量;根据不同鱼类对不同声波的反射特性分析鱼的品种。它和垂直探鱼仪相比，声波传播途径比较复杂，存在海面海底界面混响，受海底地貌及海况影响大，但搜索作用距离却要比垂直探鱼仪更远，并提供鱼群的方位、深度、游速等多种信息，故其结构要比垂直探鱼仪复杂。声纳性能的好坏，不仅取决于对目标的检测能力，还取决于机制功能特点、扫海搜索速度、搜索盲区大小、目标跟踪能力、提供信息直观程度等综合因素。通常，声纳探鱼能力由下列声纳方程确定：
式中 DT为检测阈，是声纳员在干扰背景下判别信号所必需的最低阈值;SL为声源强度级， 由发射声功率决定;DI为指向性增益，由换能器指向性决定;TS为目标强度，由目标声反射特性决定;2TL为声双程传递损失，包括扩散与吸收，由距离及水介质吸收特性决定;IL为干扰级，由海洋噪声、船舶航行噪声、混响和环境干扰决定。
由声纳方程可知，声源级愈高，换能器方向性愈尖锐， 目标反射强度愈强，干扰愈低，则在同样检测阈条件下可探测的距离愈远。满足声纳方程的最大探测距离，可标志声纳在理想条件下的检测能力。实际上，往往因海况环境不同和海水温度梯度引起声线弯曲，在不同海区、不同季节，其最大测距会有较大变化。从实际探鱼效果看，渔用声纳能达到的有效探鱼距离，在浅海区一般为千米左右，在深海区可达数千米。工作频率通常在20千赫到200千赫之间选择。低频适用于中远程声纳，高频适用于近程高分辨率声纳。
图1 锥体扫描声束
1.单波束声纳声束;2.多波束声纳声束;3.全方向声纳声束
种类和特点 按不同搜索方式可分为单波束机械扫描声纳、多波束声纳和全方向电子扫描声纳。它们的波束特性及空间扫描方式见图1、图2。
图2 正交平面多波束
扫描声束A：水平搜索面;B： 垂直搜索面
单波束机械扫描声纳 搜索方式类似探照灯，它利用换能器在水下回转、俯仰等机械动作， 用一个窄声束步距扫描方式搜索渔船周围的鱼群。声束的方位、俯角由伺服机构操纵指示。目标回波信号一般用记录纸或平面显示器显示，附有音响器监听回波音调变化，鉴别处于游动状态的鱼群目标。但因声波在水中传播速度约为每秒1500米，若以10°步距扫描1500米半径全方位搜索， 就需花费72秒钟， 信号检测率极低; 若船在航行中搜索， 漏测区大， 难以实现目标跟踪。这是单波束机械扫描声纳的致命缺点。其基本工作原理如图3。为保证换能器向空间任意方位辐射声波时不被船体阻挡，声纳在探鱼时， 换能器必须凸出船底外， 但当渔船靠码头或起网时， 必须把凸出船外的换能器收回到容筒内， 以确保渔船安全作业。所以， 声纳必须装有换能器升降、回转、俯仰装置。图中的音响器用于监听动目标产生的多普勒频移变化， 以利于鉴别鱼群与其他静目标。虚线方框部分的功能虽与垂直探鱼仪相同，但对换能器指向性、发射器功率、接收机增益控制、混响抑制等均有更高或特殊要求。70年代， 采用了波束稳定、信号存贮和彩色平面显示等新技术， 性能有所改善， 目前仍在不少小型渔船上应用。
图 3 单波束机械扫描声纳原理方框图
多波束声纳 在一定扇区范围内 (一般为60°～180°)形成多个波束， 类似多个单波束声纳协同工作，同时检测整个扇区内目标。扇区的中心方位可依靠机械回转、俯仰等动作来选择， 以实现对渔船周围鱼群的搜索。因其瞬时搜索角大， 与单波束机械扫描声纳相比有较高的搜索速度， 可获信息量多， 扇区内被测到的鱼群目标不易丢失。当然，为完成多个波束发射、接收，机制结构相应比较复杂。其原理见图4。为完成多波束发射接收、同步平面显示和全方向搜索， 在结构上， 换能器除仍需升降、回转、俯仰控制操作机构外， 必须做成平面阵或圆柱面阵， 要有收发多波束形成器、多路发射接收器和必要的同步信号发生器以及信号抽样扫描显示系统等特殊电路。
图 4 多波束声纳原理方框图
全方向电子扫描声纳 由于利用多波束技术实现360°全方位检测不够经济， 故采用360°螺旋式电子扫描以较好地解决性能价格比矛盾。通常， 它把换能器做成圆柱阵， 工作时， 基阵静止不动，通过电子开关、电子相控技术向水平360°全方向空间一定范围发射声脉冲，然后利用基阵的部分基元形成一定窄接收波束，在水平方位快速旋转和俯仰， 就能实现立体水域伞状搜索，如图1。由于电子扫描速度比机械步距扫描速度快得多， 因而大大提高了搜索速度。它能实时提供全景显示， 获得更多的鱼群动态信息， 便于对多个目标判别、选取并跟踪。但由于波束在空间快速扫描， 接收回波能量有所损失， 为此又采用了多波束与电子扫描相结合的多波束扫描声纳。若把换能器阵做成圆柱/球面阵，依靠数字多波束形成技术构成“水平”“垂直”正交面搜索方式，对目标进行“侧视”和“顶视”二维观察，将能获得更好的检测效果(见图2)。由于中远程中低频声纳特性往往难以同时满足搜索和瞄准捕捞所需的探测距离和分辨率要求， 因而探捕渔船常需补充装备近程高频声纳。这类声纳常采用扇区平面电子扫描和机械回转俯仰相结合的方案， 以求经济合理。电子扫描声纳原理见图5。整机由微机中央控制器为核心， 产生收发显示单元所需的各种时基脉冲， 数控收发同步波束俯仰， 实现按址数据交换及信号传递显示。为实现波束电子扫描与俯仰， 其接收信道部分比较复杂， 各基元接收的微弱信号必须分别通过前置放大、相移，再把线列阵信号叠加， 经方位选择扫描、孤阵信号合成，最终才能形成空间波束接收信号。然后对信号作包括检波放大、模数转换、按址存入扫描贮存器， 在座标器控制下， 信号经相关处理和彩色编码， 最后经极座标直角座标地址转换后存入显示存贮器， 供彩色显示器显示。由于电子扫描声纳是依靠电子扫描及俯仰，因而换能器基阵只需升降控制， 机械装置比前两种声纳简单。
图 5 彩色电子扫描声纳原理方框图