Hydrofoniryhmä koostuu useista hydrofoneista, jotka on sijoitettu tunnettuihin paikkoihin. Nämä hydrofonit voidaan sijoittaa riviin merenpohjaan, ankkuroida pystysuoraan riviin vesipatsaaseen tai hinata vaakasuoraan riviin esimerkiksi veneen tai laivan perässä. Kaukaisesta lähteestä, kuten sukellusveneestä, ryhmään saapuva ääni saavuttaa jokaisen hydrofonin hieman eri aikaan riippuen siitä, mistä suunnasta ääni tulee. Tätä aikaeroa kutsutaan saapumisaikaeroksi, ja se voidaan muuntaa suunnaksi. Käyttämällä tätä tietoa kaikilta ryhmään kuuluvilta hydrofoneilta voidaan määrittää suunta, josta ääni tulee.
Jopa yksinkertaisesta, vain kahdesta hydrofonista koostuvasta ryhmästä voidaan määrittää likimääräinen suunta, josta ääni tulee. Ihmiset tekevät tätä koko ajan ilmassa kahdesta korvasta koostuvan ”vastaanottojoukon” avulla. Äänilähteestä, kuten puhuvasta henkilöstä, saapuva ääni saavuttaa kummankin korvan hieman eri aikaan riippuen siitä, mistä suunnasta ääni tulee, jolloin kuuntelija voi kertoa suunnan puhujalle.
Hydrofoniyhdistelmä voidaan hinata laivan perässä tai sijoittaa merenpohjaan. Tässä kuvassa ääni lähetetään laivasta ja heijastuu veden alla olevasta sukellusveneestä. Heijastunut ääni saapuu ensin hydrofoniin A, sitten hydrofoniin B ja lopuksi hydrofoniin C. Joukon hydrofonien saapumisaikojen välistä eroa käytetään sukellusveneen suunnan määrittämiseen. Copyright University of Rhode Island.
Kun kuuntelija haluaa havaita yksittäisen tietyn äänen, hydrofoniryhmät ovat paljon parempia kuin yksittäiset hydrofonit. Tämä johtuu siitä, että matriisi pystyy suodattamaan kaikista suunnista tulevan melun ja keskittymään tietystä suunnasta tuleviin ääniin. Suurempi signaali-kohinasuhde mahdollistaa sellaisten äänien kuulemisen, joita yksittäinen hydrofoni ei normaalisti pystyisi havaitsemaan. Jos hydrofoniryhmää käytetään tietyn äänilähteen vastaanottamiseen, se mahdollistaa myös sen, että äänilähde voi olla hiljaisempi ja silti tulla havaituksi. Esimerkiksi vedenalaisen viestintäjärjestelmän projektori voi olla hiljaisempi, jos vastaanotin on äänilähteeseen suunnattu joukko.
Hydrofoniryhmiä käytetään sukellusveneiden paikantamiseen, merinisäkkäiden jäljittämiseen ja jopa maailmanlaajuisen ilmastonmuutoksen tutkimiseen havaitsemalla lämpötilaeroja. Esimerkkejä hydrofonirakenteista ovat Sound Surveillance System (SOSUS), joka on joukko merenpohjassa olevia kiinteitä hydrofonirakenteita, ja Yhdysvaltain laivaston hinattava ryhmä, joka tunnetaan nimellä Surveillance Towed Array Sensor System (SURTASS).
Lisälinkkejä DOSITSista
- Miten ääntä käytetään globaalin ilmastonmuutoksen mittaamiseen?
- Miten ääntä käytetään meren lämpötilan mittaamiseen?
- Miten ääntä käytetään merinisäkkäiden levinneisyyden tutkimiseen?