Een hydrofoonarray bestaat uit een aantal hydrofoons die op bekende plaatsen zijn opgesteld. Deze hydrofoons kunnen in een lijn op de zeebodem zijn geplaatst, afgemeerd in een verticale lijn in de waterkolom, of gesleept in een horizontale lijn achter een boot of schip, bijvoorbeeld. Geluid dat de array bereikt vanuit een verre bron, zoals een onderzeeër, zal elke hydrofoon op een iets ander tijdstip bereiken, afhankelijk van de richting waaruit het geluid komt. Dit tijdsverschil staat bekend als het time-of-arrival-verschil en kan worden omgezet in een richting. Met behulp van deze informatie van alle hydrofoons in de array kan de richting worden bepaald van waaruit het geluid komt.
Zelfs een eenvoudige array bestaande uit slechts twee hydrofoons kan bij benadering de richting aangeven van waaruit een geluid komt. Mensen doen dit de hele tijd in de lucht met een “ontvangende array” die bestaat uit twee oren. Geluid van een bron, zoals een spreker, bereikt elk oor op een iets ander moment, afhankelijk van de richting waaruit het geluid komt, zodat de luisteraar de richting van de spreker kan bepalen.
Een hydrofoon-array kan achter een schip worden gesleept of op de zeebodem worden geplaatst. In dit beeld wordt het geluid door het schip uitgezonden en door de onderzeeër weerkaatst. Het weerkaatste geluid bereikt eerst hydrofoon A, dan hydrofoon B, en tenslotte hydrofoon C. Het verschil in tijd van aankomst tussen de hydrofoons in de array wordt gebruikt om de richting naar de onderzeeër te bepalen. Copyright University of Rhode Island.
Wanneer de luisteraar een enkel specifiek geluid wil waarnemen, zijn hydrofoon-arrays veel beter dan enkelvoudige hydrofoons. Dit komt doordat de array in staat is ruis uit alle richtingen weg te filteren en zich te concentreren op geluiden die uit een specifieke richting komen. Door de hogere signaal/ruisverhouding kunnen geluiden die normaal niet door een enkele hydrofoon kunnen worden gedetecteerd, toch worden gehoord. Als een hydrofoon-array wordt gebruikt om een specifieke geluidsbron te ontvangen, kan de bron ook stiller zijn en toch worden gedetecteerd. De projector in een onderwatercommunicatiesysteem kan bijvoorbeeld stiller zijn als de ontvanger een array is dat op de bron is gericht.
Hydrofoonarrays worden gebruikt om onderzeeërs te lokaliseren, zeezoogdieren op te sporen en zelfs om wereldwijde klimaatveranderingen te bestuderen door temperatuurverschillen te detecteren. Voorbeelden van hydrofoonarrays zijn het Sound Surveillance System (SOSUS), een reeks vaste hydrofoonarrays op de zeebodem, en de door de US Navy gesleepte array die bekend staat als het Surveillance Towed Array Sensor System (SURTASS).
Aanvullende links over DOSITS
- Hoe wordt geluid gebruikt om wereldwijde klimaatverandering te meten?
- Hoe wordt geluid gebruikt om temperatuur in de oceaan te meten?
- Hoe wordt geluid gebruikt om de verspreiding van zeezoogdieren te bestuderen?