Military applications
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.
Anti-submarine sonar
Until recently, sonars on surface ships were typically mounted on the hull, sides, or bow. It was soon determined after its first uses that a means of reducing navigation noise was needed. First canvas mounted on a frame was used, and then steel protections. Currently domes are usually made of reinforced plastic or pressurized rubber. These sonars are mainly active, such as the SQS-56").
Some features of the most modern surface ship sonars are as follows:.
• - Low frequency transmission and reception. This achieves greater range since sound propagation losses increase with frequency.
• - Simultaneous passive and active detection. This allows the detection of submarines and torpedoes at the same time.
• - OMNI, rotary-directive transmissions or combination of both; allowing detection of near and far targets simultaneously by combining the small dead zone of the OMNI transmission with the high level of power emitted by the directive transmission.
• - Stabilization and control of the transmission/reception beams which improves the detection threshold and works both in deep waters and on coasts.
• - FM transmissions mixed with CW for contact detection with low and high doppler simultaneously.
An example is the most modern sonar of the Spanish Navy, the LWHP53SN") developed by Indra Sistemas and Lockheed Martin installed on the frigate Cristóbal Colón (F-105) "Cristóbal Colón (F-105)"), which incorporates all these characteristics.
Due to ship noise problems, towed sonars are also used. These also have the advantage of being able to be located at greater depths. However, there are limitations to its use in shallow waters. One problem is that the winches needed to launch and retrieve these sonars are large and expensive. An example of this type of sonar is Sonar 2087") manufactured by Thales Underwater Systems").
torpedo sonar
Modern torpedoes typically include active/passive sonar, which can be used to directly locate the target, but also to follow wakes. A pioneering example of this type of torpedo is the Mark 37").
mine sonar
Mines can incorporate sonar to detect, locate and recognize their target. An example is the CAPTOR mine.
Anti-mine sonar
Mine Countermeasure (MCM) sonar is a specialized type of sonar used to detect small objects. Most of them are mounted on the hull, an example being the Type 2093").
underwater sonar
Submarines rely on sonar much more than surface ships, which cannot use it at great depths. These kits can be hull-mounted or towed. In addition, they are very useful in oceanographic issues.
aerial sonar
Helicopters can be used for anti-submarine warfare by deploying active/passive sonobuoy fields or employing submersible sonar, such as the AQS-13. Conventional aircraft can also launch sonobuoys, having more autonomy and capacity to do so. The processing of the data collected by these equipment can be carried out on the aircraft or on a ship. Helicopters have also been used in mine countermeasures missions, using towed sonars such as the AQS-20A.
They can be towed or independent. A pioneering example was the German Sieglinde.
Underwater communications
Ships and submarines are equipped with special sonars for underwater communication. A NATO standard allows the different types to interact. An example of this equipment is Sonar 2008"). This is one of the most important.
marine surveillance
For many years the United States operated a large array of passive sonar arrays at various locations in the world's oceans, collectively called SOSUS (Sound Surveillance System) and later IUSS (Integrated Undersea Surveillance System). A similar system is believed to have been operated by the Soviet Union. Since arrays permanently mounted on the ocean floor were used, they were placed in very quiet places to achieve long ranges. Signal processing was done using large computers on the ground. With the end of the Cold War a SOSUS array has been destined for scientific use.
underwater safety
Sonar can be used to detect frogmen and other divers. This may be necessary around ships or at port entrances. Active sonar can also be used as a deterrent mechanism. An example of these teams is the Cerberus.
Interception sonar
This sonar is designed to detect and locate hostile sonar transmissions. An example is the Type 2082") equipped on the Vanguard class submarines.