Sonar

Sonar thụ động

Sonar thụ động lắng nghe mà không phát tín hiệu. Nó thường được sử dụng trong quân sự, mặc dù nó cũng được sử dụng trong các ứng dụng khoa học, ví dụ để phát hiện cá trong nghiên cứu biển hoặc đánh cá, các vụ nổ mìn ở đảo, để nghe các vụ rung chấn hay phun trào đáy biển. Theo nghĩa rộng Sonar thụ động bao gồm các kỹ thuật phân tích liên quan đến âm thanh phát ra từ xa nhằm tới xác định vị trí và bản chất nguồn phát.
Trong quân sự, hàng loạt đầu thu được bố trí để nghe tín hiệu. Các tín hiệu được xử lý theo Lý thuyết phát hiện tín hiệu để lọc ra tín hiệu quan tâm.

Transponder

Transponder hay máy tiếp sóng hay máy phát đáp, loại dùng trong môi trường nước, là loại sonar chủ động phục vụ chuyển tiếp thông tin cũng như cho định vị .
Khi nhận được tín hiệu thì tùy theo cài đặt mà Transponder sẽ thực hiện ngay hoặc có trễ, phát xung chuyển tiếp nguyên mã hoặc phát mã của riêng nó.

Dò tìm cá

Dò tìm cá sử dụng sonar công suất đủ nhỏ, quét vào khu vực dò tìm. Những con cá đủ lớn có thể cho ra phản xạ nhận thấy được. Đàn cá lớn có thể hiện ra thành đám vật thể có nhiễu do sự bơi lội và làm xáo động nước, dẫn đến xáo động sự lan truyền và phản xạ sóng âm. Ngày nay các phần mềm nhận dạng được ứng dụng để đánh giá sự có mặt và độ lớn của đàn cá trong chùm ảnh quét được.
Ngoài ra, những công ty như eSonar, Raymarine UK, Marport Canada, Wesmar, Furuno, Krupp, and Simrad,... đã chế ra nhiều sonar và dụng cụ âm thanh phục vụ nghề cá biển sâu. Những thiết bị này được gắn vào lưới, thu nhận thông tin và đổi thành dạng số, truyền về máy điều hành trên tàu.

Đo sâu hồi âm

Đo sâu hồi âm (Echo sounding) là một loại sonar nhỏ gọn dùng cho xác định độ sâu nước, bằng cách phát xung siêu âm vào nước và thu nhận tín hiệu phản xạ từ đáy nước, từ đó xác định ra độ sâu. Chúng còn có tên là máy đo sải nước (fathometer).
Thông thường các đầu phát-thu được gắn cạnh tàu thuyền sao cho khi gặp sóng nước thì không lộ ra, phát sóng từ gần mặt nước. Tín hiệu từ đầu thu được theo dõi liên tục, hiện trên màn hình trượt hoặc in băng ghi giấy nhiệt, ở dạng một đường ghi có mã hóa cường độ tín hiệu theo thang độ xám. Băng ghi như vậy hiện ra hình ảnh mặt cắt hồi âm dọc hành trình. Trong trường hợp thuận lợi có thể hiện ra được những ranh giới hay dị vật trong lớp bùn đáy.
Các máy đo sâu hồi âm cỡ nhỏ phục vụ dò tìm luồng lạch cho các loại tàu thuyền. Các máy đo sâu hồi âm kỹ thuật thì phục vụ đo độ sâu và xác định trạng thái đáy nước như bùn, cát, đá, hay thực vật đáy che phủ.

Sonar quét sườn

Sonar quét sườn (Side Scan Sonar), còn gọi là Sonar ảnh sườn (Side imaging sonar), là Sonar phân loại đáy (Bottom classification sonar), là Đo quét sườn, sử dụng ít nhất hai kênh phát-thu siêu âm đặt bên sườn đầu đo dạng con cá (Towfish) kéo theo tàu ở gần sát đáy. Đầu đo có cánh định hướng để nó nằm ngang. Kết quả phản xạ siêu âm sườn được ghi lên giấy ghi nhiệt, cho ra hai hình ảnh hồi âm sườn nhìn từ sát đáy của hành trình đo.
Sonar quét sườn được coi là một phương pháp địa vật lý, sử dụng trong nghiên cứu địa chất biển, và là thành phần không thể thiếu của tàu nghiên cứu biển.
Các cuộc dò tìm vật thể bị chìm ở biển như tàu Titanic, máy bay rơi,... được thực hiện với sự tham gia của Sonar quét sườn.

Lập bản đồ địa hình vùng nước

Trong việc lập Bản đồ địa hình trên vùng biển hoặc vùng nước nói chung, sonar phục vụ đo độ sâu (Bathymetry) và xác định trạng thái đáy nước, như là đá cứng, dị vật, cát, bùn hay thảm thực vật. Độ sâu được tính chuyển sang độ cao đáy, còn thông tin trạng thái đáy thì được ghi chú hoặc đánh dấu bằng các ký hiệu thích hợp, để biểu diễn trên bản đồ hoặc hải đồ.
Phục vụ cho công việc trên là các máy đo hồi âm kỹ thuật. Máy sử dụng đa tia đa tần. Một số máy có cách thức hoạt động gần như dạng Sonar quét sườn, nhưng có góc quét hẹp hơn để định vị các đối tượng chính xác hơn.
Những máy này làm việc ở hai tần số: tần số thấp 24 hoặc 33 kHz, và tần số cao cỡ 200 kHz. Xung được phát đồng thời, và sự khác nhau về tần số đủ lớn để mạch xử lý tín hiệu tách được chúng với nhau. Tần số 200 kHz dùng cho nghiên cứu chi tiết, phân giải cao đến độ sâu 100 m. Tần số thấp dùng cho độ sâu lớn hơn, trong nghiên cứu biển sâu và đại dương, nhằm tránh sự hấp thụ của nước đối với dao động tần cao trên khoảng cách lớn.
Khi có nhu cầu nghiên cứu chi tiết đáy biển, đặc biệt là vùng có địa hình đáy phức tạp, thì các Sonar quét sườn được sử dụng.

Tác động của sonar đối với sinh vật biển

Các nghiên cứu chỉ ra rằng sóng âm thanh của sonar chủ động phát ra có cường độ tập trung cao, nên tác động đến các sinh vật biển. Biểu hiện rõ nhất là tác động lên họ cá voi, cá heo, là sinh vật dùng biosonar siêu âm để định vị, liên lạc với nhau, và để làm tê liệt con mồi. Sonar của con người làm chúng rối loạn, nhiều khi dẫn đến lạc đường mà chết.
Khi vấp phải sóng của sonar một số loài cá bị loạn hành vi hoặc bị choáng, giống như vấp phải biosonar của cá heo.