海洋混响特性研究

2017-02-10 10:56:18
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来源:摘自《物理》
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海洋混响特性研究, 海洋本身及其界面包含不同类型的介质不均匀性和界面不平整性,其尺度小至灰尘那么大的粒子,它使深海成为蓝色,大至海水中的鱼群和海底上的峰峦与海底山脉。这些不均匀性形...

 海洋本身及其界面包含不同类型的介质不均匀性和界面不平整性,其尺度小至灰尘那么大的粒子,它使深海成为蓝色,大至海水中的鱼群和海底上的峰峦与海底山脉。这些不均匀性形成介质物理性质上的不连续性,会阻挡照射到它们上面的一部分声能,并把这部分声能再辐射回去。这种声的再辐射称作散射,而来自所有散射体的散射成分的总和称作混响。混响声听起来像一阵长的、慢慢变弱的、颤动的声响,它紧跟在主动式声纳系统的发射脉冲之后,在高功率和(或)指向性低的系统中特别严重。

 
混响和噪声一样,都是水下主动声纳系统作业时的背景,但是混响有很多区别于噪声的特性。混响是声纳自身产生的,因此混响的频谱特性和发射信号的频谱特性基本相同,混响强度随水平距离和发射信号强度的变化而变化。而噪声则不同,它是由海洋中各种噪声源产生的,和水平距离与发射信号无关。
 
根据产生混响的散射体的不同,可以将混响分为三类:海面、海底和海洋体积混响。产生海面和海底混响的散射体都是二维分布的,可以统称为界面混响;而产生体积混响的散射体则为海洋生物、海洋中分布的无机物和海洋自身的具有细微结构特征的物质等等,它们都是三维分布的。
 
海洋混响是主动声纳的主要干扰之一,在水声物理研究中具有重要地位。海洋混响的研究工作可分为两类:一类是混响抑制研究,通过混响特性的研究,找出混响特性与目标回波特性的差异,进一步利用两种的差异降低混响对主动声纳的干扰;另一类则是混响信号的应用研究,通过已知混响特性与海洋环境的关系来进行海洋资源开发,鱼群探测,海洋动力过程遥测,海底地形地貌测量等。因此,海洋混响特性研究对于国民经济、国防建设和海洋科学研究等方面都具有重要意义。

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