Aplicaciones militares
La guerra naval hace un uso extensivo del sonar. Se usan los dos tipos descritos anteriormente, desde varias plataformas: buques de superficie, aeronaves e instalaciones fijas. La utilidad de los sonares activos y pasivos depende de las características del ruido radiado por el blanco, generalmente un submarino. Aunque en la Segunda Guerra Mundial se usó principalmente el sonar activo, excepto por parte de los submarinos, con la llegada de los ruidosos submarinos nucleares se prefirió el sonar pasivo para la detección inicial. A medida que los submarinos se hacían más silenciosos se fue usando más el sonar activo.
El sonar activo es extremadamente útil dado que proporciona la posición exacta de un objeto. Su uso es sin embargo algo peligroso, dado que no permite identificar el blanco y cualquier buque cercano a la señal emitida la detectará. Eso permite identificar fácilmente el tipo de sonar (normalmente por su frecuencia) y su posición (por la potencia de la onda sonora). Más aún, el sonar activo permite al usuario detectar objetos dentro en un determinado alcance, pero también permite que otras plataformas detecten el sonar activo desde una distancia mucho mayor.
Debido a que el sonar activo no permite una identificación exacta y es muy ruidoso, este tipo de detección se usa desde plataformas rápidas (aviones y helicópteros) o ruidosas (la mayoría de buques de superficies), pero rara vez desde submarinos. Cuando un sonar activo se usa en superficie, suele activarse muy brevemente en periodos intermitentes, para reducir el riesgo de detección por el sonar pasivo de un enemigo. Así, el sonar activo suele considerarse un apoyo del pasivo. En las aeronaves el sonar activo se usa en sonoboyas desechables que se lanzan sobre la zona a patrullar o cerca de los contactos de un posible enemigo.
El sonar pasivo escucha los ruidos por lo que tiene ventajas evidentes sobre el activo. Generalmente tiene un alcance mucho mayor que el activo y permite la identificación del blanco. Dado que cualquier vehículo de motor hace algo de ruido, terminará siendo detectado, dependiendo sólo de la cantidad de ruido emitido y del presente en la zona, así como la tecnología usada. En un submarino, el sonar pasivo montado a proa detecta en unos 270º respecto al centro del buque, la matriz montada en el casco, unos 160º a cada lado, y la matriz de la torreta en los 360º. Las zonas ciegas se deben a la propia interferencia del buque. Cuando se detecta una señal en cierta dirección (lo que significa que algo hace ruido en dicha dirección, a lo que se llama detección de banda ancha) es posible enfocar y analizar la señal recibir (análisis de banda estrecha). Esto se suele hacer usando una transformada de Fourier para mostrar las diferentes frecuencias que forman el sonido. Dado que cada motor hace un ruido específico, es fácil identificar el objeto.
Otro uso del sonar pasivo es determinar la trayectoria del blanco. Este proceso se llama Análisis del Movimiento del Blanco (TMA, Target Motion Analysis), y permite calcular el alcance, curso y velocidad del blanco. El TMA se realiza marcando desde qué dirección procede el sonido en momentos diferentes, y comparando el movimiento con el del buque del propio operador. Los cambios en el movimiento relativo se analizan usando técnicas geométricas estándar junto con algunas asunciones respecto a los casos límite.
El sonar pasivo es furtivo y muy útil, pero requiere componentes muy sofisticados y caros (filtros de paso de banda, receptores, ordenadores, software de análisis, etcétera). Suele equiparse en barcos caros para mejorar la detección. Los buques de superficie lo usan eficazmente, pero es incluso mejor usado en submarinos y también se emplea en aviones y helicópteros.
Sonar antisubmarino
Hasta hace poco, los sonares en barcos de superficie solían montarse sobre el casco, a los lados o en la proa. Pronto se determinó tras sus primeros usos que se necesitaba un medio de reducir el ruido de la navegación. Primero se usó lienzo montado en un marco, y luego protecciones de acero. Actualmente los domos suelen hacerse de plástico reforzado o goma presurizada. Estos sonares son principalmente activos, como por ejemplo el SQS-56").
Algunas características de los sonares de buques de superficie más modernos son las siguientes:.
• - Transmisión y recepción en Baja frecuencia. Con esto se consigue mayor alcance ya que las pérdidas por propagación del sonido aumentan con la frecuencia.
• - Detección pasiva y activa simultánea. Esto permite la detección de submarinos y de torpedos a la vez.
• - Transmisiones OMNI, directiva-rotativa o combinación de ambas; permitiendo detección de blancos cercanos y otro lejanos simultáneamente al combinar la pequeña zona muerta de la transmisión OMNI con el alto nivel de potencia emitido por la transmisión directiva.
• - Estabilización y control de los haces de transmisión/recepción lo que hace mejorar el umbral de detección y trabajar tanto en aguas profundas como en litorales.
• - Transmisiones FM mezcladas con CW para detección de contactos con doppler bajo y alto simultáneamente.
Un ejemplo es el más moderno sonar de la Armada Española, el LWHP53SN") desarrollado por Indra Sistemas y Lockheed Martin instalado en la fragata Cristóbal Colón (F-105) "Cristóbal Colón (F-105)"), que incorpora todas estas características.
Debido a los problemas del ruido de los barcos también se emplean sonares remolcados. Estos también tienen la ventaja de poder situarse a mayor profundidad. Sin embargo, existen limitaciones a su uso en aguas poco profundas. Un problema es que los cabrestantes necesarios para lanzar y recuperar estos sonares son grandes y caros. Un ejemplo de este tipo de sonares es el Sonar 2087") fabricado por Thales Underwater Systems").
Torpedo sonar
Los torpedos modernos suelen incluir un sonar activo/pasivo, que puede usarse para localizar directamente el blanco, pero también para seguir estelas "Estela (rastro)"). Un ejemplo pionero de este tipo de torpedos es el Mark 37").
Mina sonar
Las minas pueden incorporar un sonar para detectar, localizar y reconocer su blanco. Un ejemplo es la mina CAPTOR").
Sonar antiminas
El sonar antiminas (MCM, Mine Countermeasure) es un tipo especializado de sonar usado para detectar objetos pequeños. La mayoría de ellos se montan en el casco, siendo un ejemplo el Tipo 2093").
Sonar submarino
Los submarinos confían en el sonar mucho más que los barcos de superficie, que no pueden usarlo a gran profundidad. Estos equipos pueden montarse en el casco o ser remolcados. Además, son muy útiles en cuestiones oceanográficas.
Sonar aéreo
Los helicópteros pueden usarse para la lucha antisubmarina desplegando campos de sonoboyas activas/pasivas o empleado un sonar sumergible, como el AQS-13. Los aviones convencionales también pueden lanzar sonoboyas, teniendo más autonomía y capacidad para ello. El proceso de los datos recogidos por estos equipos puede realizarse en la aeronave o en un barco. Los helicópteros también se han usado en misiones de contramedidas frente a las minas, usando sonares remolcados como el AQS-20A").
Pueden ser remolcadas o independientes. Un ejemplo pionero fue el Sieglinde alemán.
Comunicaciones subacuáticas
Los barcos y submarinos van equipados con sonares especiales para la comunicación submarina. Un estándar OTAN permite que los diferentes tipos interactúen. Un ejemplo de estos equipos es el Sonar 2008").Este es uno de los más importantes.
Vigilancia marina
Durante muchos años los Estados Unidos operó un gran conjunto de matrices de sonar pasivo en varios puntos de los océanos del mundo, llamado colectivamente SOSUS (Sound Surveillance System, ‘sistema de vigilancia sonora’) y más tarde IUSS (Integrated Undersea Surveillance System, ‘sistema integrado de vigilancia submarina’). Se cree que un sistema parecido fue operado por la Unión Soviética. Al ser utilizadas matrices montadas permanentemente en el fondo del océano, se situaban en lugares muy silenciosos para lograr grandes alcances. El procesamiento de señales se realizaba utilizando grandes computadores en tierra. Con el final de la Guerra Fría una matriz SOSUS ha sido destinada a uso científico.
Seguridad submarina
El sonar puede usarse para detectar hombres-rana y otros buceadores. Esto puede ser necesario alrededor de barcos o en las entradas de los puertos. El sonar activo también puede usarse como mecanismo disuasorio. Un ejemplo de estos equipos es el Cerberus.
Sonar de interceptación
Este sonar se diseña para detectar y localizar las transmisiones de sonares hostiles. Un ejemplo es el Tipo 2082") equipado en los submarinos de clase Vanguard.