海洋混響特性研究

 海洋本身及其界面包含不同類型的介質不均勻性和界面不平整性,其尺度小至灰塵那么大的粒子,它使深海成為藍色,大至海水中的魚群和海底上的峰巒與海底山脈。這些不均勻性形成介質物理性質上的不連續(xù)性,會阻擋照射到它們上面的一部分聲能,并把這部分聲能再輻射回去。這種聲的再輻射稱作散射,而來自所有散射體的散射成分的總和稱作混響。混響聲聽起來像一陣長的、慢慢變弱的、顫動的聲響,它緊跟在主動式聲納系統(tǒng)的發(fā)射脈沖之后,在高功率和(或)指向性低的系統(tǒng)中特別嚴重。

 
混響和噪聲一樣,都是水下主動聲納系統(tǒng)作業(yè)時的背景,但是混響有很多區(qū)別于噪聲的特性。混響是聲納自身產生的,因此混響的頻譜特性和發(fā)射信號的頻譜特性基本相同,混響強度隨水平距離和發(fā)射信號強度的變化而變化。而噪聲則不同,它是由海洋中各種噪聲源產生的,和水平距離與發(fā)射信號無關。
 
根據產生混響的散射體的不同,可以將混響分為三類:海面、海底和海洋體積混響。產生海面和海底混響的散射體都是二維分布的,可以統(tǒng)稱為界面混響;而產生體積混響的散射體則為海洋生物、海洋中分布的無機物和海洋自身的具有細微結構特征的物質等等,它們都是三維分布的。
 
海洋混響是主動聲納的主要干擾之一,在水聲物理研究中具有重要地位。海洋混響的研究工作可分為兩類:一類是混響抑制研究,通過混響特性的研究,找出混響特性與目標回波特性的差異,進一步利用兩種的差異降低混響對主動聲納的干擾;另一類則是混響信號的應用研究,通過已知混響特性與海洋環(huán)境的關系來進行海洋資源開發(fā),魚群探測,海洋動力過程遙測,海底地形地貌測量等。因此,海洋混響特性研究對于國民經濟、國防建設和海洋科學研究等方面都具有重要意義。

責編:科普知識網

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