水声学混响

水声学混响海洋中存在着大量散射体以及起伏不平的界面

当声源发射声波以后,碰到这些散射体,就会引起声能在各个方向上重新分配,即产生散射波

其中返回到接收点的散射波的总和称为混响

混响是主动式声呐的主要干扰

由产生混响的散射体不同性质,可分为体积混响、海面混响和海底混响

对混响的研究大体上分为能量规律和统计规律两个方面

混响的能量规律的理论分析以声波在海洋中的传播理论和散射理论的结合为出发点,主要涉及混响强度同信号参量和环境因素的联系以及衰减规律

一般以简化的理论模型来分析混响强度,它引入两个基本假设:①混响强度是同时到达接收点的各散射元波强度之和;②在不存在多途效应时,单位散射空间的散射波强度可表为与传播和散射有关的两个因子之积

这个理论模型不仅适用于近程混响,现有的浅海远程混响理论实际上也是以它为出发点的

混响的统计规律主要研究各类型混响的包络的概率分布和起伏率

混响是大量散射波的叠加,根据中心极限定理,混响的瞬时值应服从均值为零的高斯分布,其包络服从瑞利分布,起伏率等于0.523

而含有海底散射波的混响应服从均值不为零的高斯分布,其包络应服从赖斯(Rice)分布,实验结果表明,这一推断是正确的

浅海混响包络的起伏率一般在0.3~0.5之间

以射线理论为基础的近程混响的理论早在40年代就已完成,并对近程混响的统计规律已作了大量的实验研究,包括混响振幅的起伏率、时间和空间的相关性、频率的分布等特性

随着现代声呐作用距离的提高,远程混响问题是正在大力探讨并取得进展的研究课题

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