理论声学第07章散射.ppt

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1、第七章声波的接收和散射与声波接收有关，声学的经典内容声波与障碍物相互作用障碍物受声波的作用，振动障碍物会改变原来的传播，产生散射波散射，反射，折射，衍射，绕射声学主动检测的基础2021/8/91理论声学(2)第七章声波的接收压强式传声器，圆形振膜表面受力2021/8/92理论声学(2)第七章指向性函数活塞声源辐射的远场指向性声学互易性2021/8/93理论声学(2)第七章压差式传声器入射声波膜受的力2021/8/94理论声学(2)第七章指向性为与偶极子一样增加了近场的低频成分灵敏度比较低2021/8/95理论声学(2)第七章多声道干涉传声器2021/8/96理论声学(2)

2、第七章指向性2021/8/97理论声学(2)第七章2021/8/98理论声学(2)第七章接收阵列波束形成2021/8/99理论声学(2)第七章声强计2021/8/910理论声学(2)第七章圆球和圆柱对声波的散射单个目标对平面入射波的散射入射波遇到散射物产生散射波入射与散射波叠加形成总的声场满足散射物表面的边界条件散射问题与辐射问题有密切的关系二次声源2021/8/911理论声学(2)第七章2021/8/912理论声学(2)第七章刚性圆球对平面波的散射入射波散射波总声场边界条件2021/8/913理论声学(2)第七章平面波展开为球函数的级数2021/8/914理论声学(2)

3、第七章入射波在界面上的法向速度散射波2021/8/915理论声学(2)第七章散射场远场2021/8/916理论声学(2)第七章声强2021/8/917理论声学(2)第七章总散射功率用球截面积的入射功率归一为2021/8/918理论声学(2)第七章频率很低高频时趋于球截面积入射功率的两倍2021/8/919理论声学(2)第七章球表面的声压幅度的平方2021/8/920理论声学(2)第七章平面声波在球面上产生的声压分布与球面上点源产生的远场声场指向性是一样的。互易性2021/8/921理论声学(2)第七章2021/8/922理论声学(2)第七章散射截面立体角立体角内的散射功率

4、微分散射截面2021/8/923理论声学(2)第七章散射波的远场声强背向散射截面，单站散射截面双站散射截面总散射功率目标总散射功率等于入射声强与散射截面的乘积，相当于正入射到散射截面上的入声波功率2021/8/924理论声学(2)第七章瞬态的散射声场2021/8/925理论声学(2)第七章2021/8/926理论声学(2)第七章爬波2021/8/927理论声学(2)第七章边界条件圆球表面声压为零流体中的气泡散射软边界问题2021/8/928理论声学(2)第七章2021/8/929理论声学(2)第七章不同介质圆球散射，弹性散射体圆球表面边界条件声压和法向振动速度连续2021

5、/8/930理论声学(2)第七章2021/8/931理论声学(2)第七章刚性圆柱的散射边界条件圆柱表面法向位移为零入射场2021/8/932理论声学(2)第七章散射场2021/8/933理论声学(2)第七章散射和辐射的关系散射场可以看作散射体表面的二次声源产生的辐射声场圆柱体或球体表面不均匀振动产生的辐射问题2021/8/934理论声学(2)第七章多普勒效应当接收器相对声源运动或散射物相对声源或接收器运动接收的声波的频率与声源的频率不一定一样多普勒效应运动星体发出的光波火车汽车等许多高速声源声纳测量海流，超声测量血流2021/8/935理论声学(2)第七章运动声源的多普勒

6、效应时间声源的位置是相位2021/8/936理论声学(2)第七章左边是2021/8/937理论声学(2)第七章多普勒方程声源运动，接收频率与声源的频率不同多普勒频移2021/8/938理论声学(2)第七章脉冲多普勒现象发射波形压缩或伸长，得到接收波形2021/8/939理论声学(2)第七章声源速度随时间变化取时的速度得到点在时间的瞬时频率线性的时不变系统，频率不变运动声源，系统是时变的时变系统会改变频率2021/8/940理论声学(2)第七章波数和频率的伽利略变换两个坐标满足伽利略变换介质中有一个平面波2021/8/941理论声学(2)第七章波矢和频率的变换规律不同的惯性

7、系中，波矢不变传播方向和波长不变频率是不同的2021/8/942理论声学(2)第七章第一个坐标系相对介质静止运动坐标中相速度是声速与坐标系速度的合成与平面波的传播方向有关运动坐标系中的相速度2021/8/943理论声学(2)第七章声源运动第一个坐标系静止第二个坐标系随声源运动2021/8/944理论声学(2)第七章接收器运动第一个坐标系静止第二个坐标系随接收器运动2021/8/945理论声学(2)第七章声源、接收器运动第一个坐标系随声源运动第二个坐标系随接收器运动第三个坐标系静止声源和接收器的速度都小，多普勒频移由声源和接收器