浅海小掠射角的海底界面声反向散射模型的简化

在浅海,尤其是负梯度声速剖面和海面较为平静的浅海波导,海底界面反向散射是浅海混响的主要来源.经验散射模型只适用于分析浅海混响平均强度衰减特性,而基于物理机理建立的反向散射模型克服了这一缺陷,但同时也引入了其受地声模型约束的问题.本文结合了海底反射系数的三参数模型,对浅海远场海底反向散射模型进行了简化,以减少地声模型的输入参数.理论分析了海底反射系数的相移参数可以描述海底对声场的散射作用,无需任何海底地声参数的先验知识.通过对海底反向散射模型近似简化,结果表明在临界角附近和甚小掠射角范围内的海底粗糙界面反向散射模型的角度特性和强度特性受海底沉积层的影响不同:在临界角附近,海底反向散射的角度特性受海底反射系数的相移参数加权,而其散射系数则近似与相移参数无关;对于甚小掠射角,海底反向散射的角度特性近似与海底反射系数的相移参数无关,其散射系数则近似与相移参数的4次方成正比.

浅海低频全波动混响水平纵相关模型

为研究浅海低频混响的水平相关特性,本文在浅海全波动混响理论的基础上,借鉴角度谱理论的混响垂直相关建模思想,结合海底反射系数的三参数模型,将混响平均强度的简正模态叠加的形式解转化为角度积分的解析解。利用海底反射系数的幅值参数和相移参数建立了浅海全波动混响水平纵相关模型。数值仿真表明:在混响噪声比足够高的条件下,混响水平纵相关随混响时间发生缓变,呈现稳定的亮暗相间的条纹;接收水听器水平距离在波长整数倍上会出现相关峰值,在半波长的位置出现相关谷值,与海上实验现象相同。