水声学第七章海洋中的混响

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1、第七章海洋中的混响第六章知识要点目标强度概念与定义刚性大球的目标强度理论推导常见声纳目标的目标强度的一般特征潜艇的目标强度随方位的变化关系及原因潜艇的目标强度随测量距离的变化关系及原因潜艇的目标强度随脉冲宽度的变化关系及原因目标强度的实验测量比较法测量目标强度原理2CollegeofUnderwaterAcousticEngineering第六章知识要点目标强度的实验测量直接法测量目标强度原理应答器法测量目标强度原理实验室测量目标强度注意四项简单几何形状物体的目标强度刚性球体的目标强度有限长柱体正横方向的目标强度目标回波回波信号的形成及一般特

2、征3CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容实验测量的混响信号（参考内容）海洋混响基本概念（重点）混响的分类散射强度等效平面波混响级基本假定体积混响（重点）对混响有贡献的区域4CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容体积混响（重点）体积混响理论深水体积混响源及其特征舰船尾流海水中气泡的声学特性（了解）海面表层内的空气泡小气泡对声波的吸收作用小气泡的共振频率5CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容海水

3、中气泡的声学特性（了解）单个气泡的散射截面、吸收截面和消声界面衰减系数含气泡水介质中的声速海面混响（重点）海面散射的理论处理海面散射强度关于海面散射的理论6CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容海底混响（重点）海底混响的理论处理海底散射强度关于海底反向散射的理论解释混响的统计特性（了解）分布函数及平均起伏率混响的相关特性频率分布混响的预报（重点）7CollegeofUnderwaterAcousticEngineering局部放大实验测量的混响信号混响波形图及其声音8CollegeofUnde

4、rwaterAcousticEngineering实验测量的混响信号混响波形局部放大9CollegeofUnderwaterAcousticEngineering海洋混响基本概念混响的分类混响的形成混响的特点紧跟在发射信号之后随时间衰减海洋中存在大量的散射体（海洋生物、泥沙粒子、气泡、水团等）声波投射到散射体上产生散射散射声波在接收点处叠加10CollegeofUnderwaterAcousticEngineering海洋混响基本概念混响的分类海水中流砂粒子、海洋生物，海水本身的不均匀性等对声波散射所形成的混响体积混响海面的不平整性和波浪形

5、成的气泡层对声波散射所形成的混响海面混响海底及其附近散射体形成的混响海底混响提示：海面混响和海底混响统称为界面混响（散射体分布是二维的）11CollegeofUnderwaterAcousticEngineering海洋混响基本概念散射强度定义：参考距离1米处被单位面积或体积所散射的声强度与入射平面波强度比值的分贝数。注意：散射强度也是在远场测量后再归算到单位距离处的。应用1）散射强度是表征混响的一个基本比值，可利用它计算各类混响的等效平面波混响级或进行混响预报；12CollegeofUnderwaterAcousticEngineeri

6、ng海洋混响基本概念散射强度应用2）体积混响的反向散射强度值为-70dB~-100dB，远小于海面和海底值。等效平面波混响级描述：若接收器接收来自声轴方向入射的强度为的平面波输出端电压为V，如将接收器放置在混响声场，声轴对着目标，接收器输出端电压也为V，则混响场的等效平面波混响级RL为：13CollegeofUnderwaterAcousticEngineering海洋混响基本概念等效平面波混响级定义：注意：混响是随时间指数衰减的，因此，它对接收信号干扰的大小与信号到达时间有关。计算等效平面波混响级的基本假定直线传播，计及球面衰减和海水吸收：

7、14CollegeofUnderwaterAcousticEngineering海洋混响基本概念基本假定散射体分布是随机均匀的，且每个散射体贡献相同；散射体数量极多，单位体积元和面元有大量散射体：不考虑多次反射：只考虑一次散射脉冲时间足够短，忽略体积元和面元尺度范围内的传播效应。15CollegeofUnderwaterAcousticEngineering体积混响对混响有贡献的区域海洋中存在大量散射体，它们距离声源和接收器的远近不一样，入射声波照射到散射体的时刻有先后。某时刻的混响是该时刻所有到达接收器的散射波的总和。结论：海洋中只有部分散

8、射体对某时刻混响有贡献考虑收发合置情况，声源、接收器位于O点，发射脉冲宽度为，根据球面扩展假设，该脉冲在海水中形成一个厚度为的扰动球壳层，发射脉冲结束后的时刻，该扰