海底底质对声纳探测性能的影响分析.pdf

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1、总第280期2017年第10期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringV01．37No．10123海底底质对声纳探测性能的影响分析+徐妍‘王英志1黄佳维2范培勤3(1．海军参谋部电子对抗雷达声纳局北京100841)(2．海军工程大学武汉430033)(3．海军潜艇学院青岛266019)摘要海底底质参数对水下声学传感器的性能发挥具有显著的影响，论文从海底沉积层物理特性的主要参数出发，结合水声传播模型，通过仿真计算，分析了海底底质参数对在不同声速剖面类型下的声纳探测性能的影响。关键词海底底质

2、；声纳探测；影响中图分类号P715DOI：10．3969，j．issn．1672—9730．2017．10．029InfluenceofSeabedSedimentonSonarDetectionPerformanceXUYanlWANGYingzhilHUANGJiawei2FANPeiqin3(1．BureauofEWRadarandSonar，StaffDepartmentofPLANavy，Beijing100841)(2．NavalUniversityofEngineering，Wuhan43003

3、3)(3．NavySubmarineAcademy，Qingdao266199)AbstractTheperformanceofunderwateracousticssensorisnotableimpactedbytheseabedsedimentparameters，thispaperfromthemajorparametersofseabeddepositphysicalcharacteristic，combinesunderwateracousticstravellingmodel，throughsi

4、mu-lationandcalculate，analysisestheimpactofseabedsedimentparameterstosonardetectperformance．KeyWordsseabedsediment，sonardetec，impactanalysisClassNumberP7151引言海底作为海洋声信道的下界面，海底结构、地形和沉积层等要素对水下声传播有着重要影响，在浅海环境下，这种影响尤为显著⋯。了解海底沉积物的物理特性以及它与声学参数的关系，对声纳作用距离的预报以及水声环境效

5、应方面的研究及其重要。理论上讲，要精确地描述海底底质对水下声传播产生影响，需要精确的获取所有的海底底质参数，这在实际应用中不可能做到，本文主要从海底沉积层物理特性的主要参数出发，分析了海底底质参数对声纳探测性能的影响。2海底底质及其对声纳性能的影响2．1海底底质分类海底沉积层声学参数主要包括：厚度、密度、声速和吸收系数等¨。1。目前，对于沉积物物理特性究竟怎样影响声速，至今还未能取得一致公认的令人满意的理想结果，大量的科研人员通过实验室测量和海上现场测量，已积累了大量的海底底质数据，并总结出了一些规律¨。“。

6、Hamilton把声速按陆架和陆坡、深海丘陵和深海平原三类，分别给出由平均颗粒度、孔隙度、密度和粘土含量预报声速的经验公式，并给出了海底沉积层的分类标准№1，如表1所示。2．2海底反射损失海底沉积层厚度差别很大，在零米到数千米的范围内变化。沉积层的物理性质对声传播的影响是水声环境效应研究所关心的问题。海底反射损失是海底沉积层的重要物理量，是水声环境仿真分析与声纳性能预报的重要环境参数。海底的声反射性能取决于海底沉积物的密度P，声速c以及+收稿日期：2017年5月2013，修回日期：2017年6月21日作者简介

7、：徐妍，女，硕士，工程师，研究方向：水声工程。王英志，男，博士，参谋，研究方向：水声工程。黄佳维，男，硕士，讲师，研究方向：计算机应用技术。范培勤，男，博士，高级工程师，研究方向：海洋环境效应。徐妍等：海底底质对声纳探测性能的影响分析总第280期吸收系数仅。射系数¨2】：对于均匀液态海底可以得到瑞利反如下特性b1：哪，==mStn等名COS痧+，f胛一一一驴其中：≯为掠射角，，，l=p底／p水，胛=c,／c底。表1海底沉积层Hamilton分类由公式可见，海底反射性能与折射率n的关系极大，对于“高声速”海底(

8、n<1)，有全反射，对于“低声速”海底(n>1)，则无全反射，但有一个全透射角。因此，在小掠射角时，“高声速”海底具有较好的反射性能，而“低声速”海底则较差。海底反射系数与掠射角关系较大，我国水声工作者根据大量实验数据得出，沉积层的反射系数与掠射角的关系有3025l20、三彗15王蛙105n．f0击o≤≯≤妒+山J％∽12t--"nt'。l：c。n。t≯+<≯≤要L／式中：Q为小掠射角时反射损失斜率