水声学原理第五章1ppt课件
水声学-典型条件下的声场3
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5
一、表面声道声传播时间
传播时间与循环数的关系：
举例：下图为大西洋实验记录：爆炸声源位于700米深， 接收点位于1200米深，两者相距1880米。
解：确定信号的整个持续时间，只考虑声道声线，有：
T a2r 3 24c0
N
2 m in
N
2 max
在远距离处：
大西洋 声信号
T
a2r3 24c0
1. 最接近表面层底部传播的声线，传播时间最短，最先到 达接收点；
2. 最靠近海面传播的声线，传播时间最长，最后到达接收 点。换句话说，声线在海面反射的次数越多，其传播时 间越长。
3. 单位时间内到达接收点的声线数目随N增加而增大。
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三、表面声道传播损失
声传播损失
与简正波方法求解结果比较
共同点：声能被限制在深度为H的层内，在远场符合 柱面衰减规律。
不同点：临界掠射角不一样，表面声道的掠射角由 声道参数a、H和z0 来决定，均匀浅海的临界掠射角 由折射率n决定。
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3
一、表面声道声传播时间
跨度 的传播时间：
D s
t 1 c0a
2 d 1 cos
t
1 2c0 a
ln
1 1
sin sin
1 1
ln 1 sin 1 sin
2 2
t
1 ln 1 sin s c0a 1 sin s
2s
c0a
1
1 6
《水声学绪论》PPT课件
1.4 声波在水下传播最有效
ATOC-海洋气候声层析
ATOC实验-低频声源
ATOC实验-声波传播路径
2、水声学开展简史
2.1 水声学开展历史
• 水声学起源 1490年，达.芬奇摘记中提出用长管听远
处航船
• 水声学第一次定量测量 1827年，瑞士物理学家
D.Colladon 和法国数学家 C.Sturm合作，在日内瓦湖测
2.1 水声学开展历史
• 1925年， 研制出用于船舶导航水声设备——回声测深仪。 • 第二次世界大战促进了水声技术的飞速开展。
2.1 水声学开展历史
• 二战以后的水声技术与水声学
• 传感器技术 • 拖曳线列阵技术 • 水声信号处理技术 • 水声物理学研究 • 减振降噪与隐身技术
2.1 水声学开展历史
水声物理研究
水声物理研究
水声系统
• 水声换能器 • 水声基阵
水声换能材料 水声换能器设计原理与方法 水声换能器工艺 声基阵成阵技术 水声换能器校准计量
英国国家物理实验室
耦合腔校准系统
中频校准水池定位系统
高压消声水池
湖上试验场及其安装设备和测量系统
4、水声学的主要应用
军事领域
2.1 水声学开展历史
Powerful high frequency ultrasonic echo-sounding device was developed by emminent French physicist Paul Langévin and Russian scientist Constantin Chilowsky. They called their device the 'hydrophone'. The transducer of the hydrophone consisted of a mosaic of thin quartz crystals glued between two steel plates with a resonant frequency of 150 KHz. Between 1915 and 1918 the hydrophone was further improved in classified research activities and was deployed extensively in the surveillance
水声学原理第五章ppt课件
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3
0、第四章小结
射线声学 恒定声速梯度下声线水平传播距离求解 曲率半径和平面几何法 已知掠射角时的传播距离公式 已知深度时的传播距离公式 声线图绘制 聚焦因子物理意义
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z0
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二、表面声道
反转深度
概念：在表面声道中传播的声线发生反转的深度
反转深度处声线的特点：声线的掠射角为零
csc0 cH c
D
z0
z0
0 0
zm
z
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二、表面声道
反转深度
cos 0
1 az0
1 1 azm
s
2
：海面处掠射角越大，跨度也越大
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二、表面声道
跨度 最大跨度： 最小跨度：
Dmax
8H / a
D
2
sin s sin a coss
2 tan s
/a
Dmin 8z0 / a 海面处最大小掠射角：
本讲主要内容
第四章小结 邻近海面的水下点源声场 表面声道声线参数
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1
0、第四章小结
定解条件 第一类齐次边界条件（绝对软） 第二类齐次边界条件（绝对硬） 边界上密度或声速的有限间断（压力和法向振速连续）
水声学原理PPT--绪论1
俄罗斯D级弹道导弹核潜艇
水声学基础——序论 16
1. 水声学研究的意义 英国
英国最新战略核潜艇-警戒
英国是世界上 第三个拥有核 武器的国家， 英国的核力量 全部为海基， 目前拥有战略 导弹核潜艇4艘， 每艘可携带16 枚“三叉戟” 弹道核导弹， 每枚可携载14 枚分弹头，射 程达12000公 里
哈尔滨船舶工程学院出版社，1990
2017/10/23 水声学基础——序论 5
课程特点
该课程与以往所学课程在课程内容与教学方 法上均有不同，主要表现在：
1. 注重数学建模； 2. 在数理方程与特殊函数的基础上进行讨论，理论上 有难度；
3. 注重试验，在试验的基础上进行总结，得出普遍性 的理论结果；
2017/10/23 水声学基础—Leabharlann 序论 2课程内容序论
第一章
第二章
声学基础
海洋的声学特性
第三章
第四章
海洋中的声传播
典型传播条件下的声场
第五章
第六章 第七章
2017/10/23
声波在目标上的反射和散射
海洋中的混响 水下噪声
水声学基础——序论 3
课程成绩
平时到课：10 平时作业：20
考试成绩：70
被潜艇击沉的潜艇80艘
在第二次世界大战中，德国“U-47”号潜艇于1939年 10月潜入英国位于苏格兰北部的海军基地，在港内击
沉了英国的排水量达33000多吨的大型战列舰“皇家
橡树”号，创造了军事史上的奇迹
2017/10/23 水声学基础——序论 13
1. 水声学研究的意义 美国
美国是世界上 潜艇技术领先、 数量最多的国 家，共拥有潜 艇70余艘，全 部为核动力潜 艇，其中，战 略导弹核潜艇 近20艘、攻击 型核潜艇50余 艘
海洋声学基础——水声学原理-吴立新
海洋声学基础——水声学原理绪论各种能量形式中，声传播性能最好。
在海水中，电磁波衰减极大，传播距离有限，无法满足海洋活动中的水下目标探测、通讯、导航等需要。
声传播性能最好，水声声道可以传播上千公里，使其在人类海洋活动中广泛应用，随海洋需求增大，应用会更广。
§0-1节水声学简史01490年，意大利达芬奇利用插入水中长管而听到航船声记载。
11827年，瑞士物理学家D.colladon法国数学家c.starm于日内瓦湖测声速为1435米每秒。
21840年焦耳发现磁致伸缩效应1880年居里发现压电效应31912年泰坦尼克号事件后，L.F.Richardson提出回声探测方案。
4第一次世界大战，郎之万等利用真空管放大，首次实现了回波探测，表示换能器和弱信号放大电子技术是水声学发展成为可能。
（200米外装甲板，1500米远潜艇）5第二次世界大战主被动声呐，水声制导鱼雷，音响水雷，扫描声呐等出现，对目标强度、辐射噪声级、混响级有初步认识。
（二战中被击沉潜艇，60%靠的是声呐设备）6二、三十年代——午后效应，强迫人们对声音在海洋中的传播规律进行了大量研究，并建立起相关理论。
对海中声传播机理的认识是二次大战间取得的最大成就。
7二战后随着信息科学发展，声呐设备向低频、大功率、大基阵及综合信号处理方向发展，同时逐步形成了声在海洋中传播规律研究的理论体系。
81、1945年，Ewing发现声道现象，使远程传播成为可能，建立了一些介质影响声传播的介质模型。
2、1946年，Bergman提出声场求解的射线理论。
3、1948年，Perkeris应用简正波理论解声波导传播问题。
4、50-60年代，完善了上述模型（利用计算技术）。
5、1966年，Tolstor 和Clay 提出声场计算中在确定性背景结构中应计入随机海洋介质的必要性。
§0-2 节 水声学的研究对象及任务1、 水声学：它是声学的一个重要分支，它基于四十年代反潜战争的需要，在经典声学的基础上吸收雷达技术及其它科学成就而发展起来的综合性尖端科学技术。
水声学原理第五章3
七、深海负跃层
声线折射后，介质中的声强如何变化？ 经跃变层的传播损失：
TL 10 lg
I上 sin 10 lg I下 sin 0
TL 0
分析：
c1 c2
sin 0 sin
结论：声波经过负跃层引起声能损失。 举例：当 c2 c1 0.97 （相当水温有10℃以上变化），声 源处掠射角 0 2 时，传播衰减 相当于声
二、深海声道的典型声速分布
线性声速分布模型
H zH c0 cz c0 1 a2 z H z H c 1 a z H z H 1 0
c0 1 a2 z z 0 c z c0 1 a1 z z 0
4
一、深海声道概述
SOFAR：SOund Fixing And Ranging——声学定位和 测距。利用深海声道效应可以有效地定位和测距。通常利 用若干水声接收基阵来测量爆炸声信号的到达时间，来确 定爆炸点的位置和距离。例如进行大地测量、确定导弹溅 落点的位置。
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•会聚区宽度 •与会聚区序号有关
会聚增益：会聚区声强与球面扩展声强之比
G I 4r W 4r 2 r
声强异常：会聚增益的分贝值，即
A 10 lg G
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三、声道信号的基本特征
会聚区和声影区 声强异常：为球面波损失高于会聚区损失的分贝数。
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华北理工水声学课件05声波在目标上的反射和散射-1目标强度及常见声纳目标的目标强度的一般特征
目标强度
刚性大球的目标强度 大球：ka>>1，k为波数 刚性：声能不会透入球体内部 反射声线：局部平面镜反射定律 理想反射体：声能无损失地被球面所反射
θi 到 θi dθi 范围内的入射声功率：
dWi Iidscosθi ds 2 πa2sinθidθi
8
目标强度
刚性大球的目标强度
18艘潜艇正横方 向目标强度直方图
12
常见声纳目标的目标强度的一般特征
潜艇的目标强度 随方位的变化 潜艇目标强度与方位角关系曲线呈“蝴蝶形”图 形。
潜艇目标 强度随方 位的变化
13
常见声纳目标的目标强度的一般特征
潜艇的目标强度 随方位的变化 1）在艇的舷侧正横方向上，目标强度值最大，达 25dB，系由艇壳的镜反射引起； 2）在艇首和艇尾方向，目标强度最小，约10～15dB， 系由艇壳和尾流的遮蔽效应引起； 3）在艇首和艇尾20度附近，比相邻区域高出1～3dB， 可能是由潜艇的舱室结构的内反射产生； 4）在其它方向上呈圆形，系由潜艇的复杂结构以及 附属物产生散射的多种叠加。
16
常见声纳目标的目标强度的一般特征
潜艇的目标强度 随测量距离的变化 1）在近场（距离小于 r0），回声强度随距离的衰 减服从柱面波规律，即 1 r 。 2）在远场（距离大于 r0），回声强度随距离的衰 减服从球面波规律，即 1 r 2。 3）若分别在近场和远场进行测量，然后按照球面 波规律归算到距目标声中心1m处，则结果必然 是远距离测量值大于近距离测量值。 提示：为了要得到稳定的测量结果，测量应在远 场进行，即测量距离 r L2 λ 。
17
常见声纳目标的目标强度的一般特征
潜艇的目标强度 随脉冲宽度的变化
设入射波脉冲长度为 ，若物体表面上A点和B点 所产生的回声在脉冲宽度 内被同时接收到，则有：
水声学
5．5．1 水声学中的基本概念在人们所熟知的各种辐射形式中，以声波在海水中的传播为最佳．在混浊和含盐的海水中，无论光波或电磁波的衰减都远较声波的衰减为大．我们在5.2中已介绍过，水声中取具有均方根声压1μPa（微帕），即1×10-6N·m-2（牛顿·米-2）的平面波声强为声强的单位．海洋及其边界的详细特征对声传播的影响是非常复杂的．声速是温度、深度和盐度的函数．而温度又是深度、季节、地理位置（纬度）和气候条件的函数．海洋表面有时是非常光滑的反射体，有时又是随机散射声波的非常粗糙且扰动的表面，海底的构造、斜度及粗糙度也是变化多端的．所有这些因素都影响声的传播．声束与海面及海底边界相互作用的效果产生了最终的声传播特性．根据实验结果与理论分析，声速的典型公式如下：c=1449+4.6T-0.055T2+0.0003T3+（1.39-0.012T）（S-35）+0.017Z （5.16）式中c为声速（m·s-1），T为温度（℃），S为盐度，Z为深度（m）．讨论声速随深度变化的特性时，最好是将海洋划分成如图5-5所示的一系列水平分层，称为声速剖面．海水的表面层从海面扩展到约150m深度，这一层受局部气候甚至一天中不同时刻的影响很大．在平静的海况下，水温随着表面层的深度而迅速降低，导致了很强的声速负梯度．表层以下的水温受风暴或瞬变因素的影响很小，但随季节却有很大的变化．此层被称为季节温度跃变层．它延伸到300m左右，并具有负梯度的特征．第三层具有温度负梯度结构，被称为主温跃层．随着深度的增加，温度减小到接近冰点，声速逐渐下降到最小值，在中纬度区，这一深度大约在1000m左右，称为深道轴．最下面一层为等温层．此层中声速随深度而增加，所以是正声速梯度．我国近海基本上是浅海大陆架．声速剖面图随季节变化更大．一般在冬天是等温层，而到夏天会出现明显的负梯度或负跃层．1．海洋表面的声损失在空气和水的分界面，由于阻抗严重不匹配，反射系数近似为-1．当声波波长甚大于波高时，反射声损失基本上为零．2．海底的反射损失即使海底是绝对平面，反射过程也相当复杂．入射到海底的声能一部分被传输到海底沉积物中，一部分被反射．据实际测量，对于沙质海底，反射损失约为7dB．3．海洋中的声吸收声波在海水中传播时，部分能量以热能的形式耗散掉．我们可以用传播损失TL来刻划由于声吸收带来的传播方面的损失．若用分贝来表示可以写成TL=20lgr+10lg[exp（br）] （5.17）其中r为距离，b为指数衰减因子．声吸收的大小与声波的频率有很大关系．4．海洋噪声海洋噪声的来源有自然的也有人为的．不同的噪声源呈现不同的方向特性和频谱特性．自然噪声源有地震的扰动，风、雨使海面的搅动和水分子的热运动．各种发声的鱼类也对海洋噪声做出贡献．人为的噪声指的是远处航船产生的噪声．5．混响海洋本身和其界面包含着许多不同类型的不均匀性，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的峰峦与海底山脉．这些不均匀性形成媒质物理性质上的不连续性，因而就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．这种现象称为散射．来自所有散射体的散射成分的总和称作混响．如果往水下扔一颗手榴弹，那么在炸药爆炸之后，我们还会听到一阵长的，慢慢变弱的颤动的声响，这就是混响．5．5．2 射线理论与简正波理论在5.2中我们已给出了描述理想均匀媒质中平面波和球面波传播的方程．实际上，影响声在海洋中传播的因素在三维空间中是变化的．同样也可随时间变化．在水声学中，特别重要的还是随深度的变化．从声速剖面来看，海洋好象是被分层的．从水和空气的分界面开始，到海底的各种沉积层为止．波动方程的一般形式就是式（5.11）给出的偏微分方程．这个方程的解是与初始条件和边界条件有关的．有两种方法可以解这个方程．一种是简正波理论．它用称为简正波的特征函数来描述声传播．每一特征函数都是波动方程的一个解．把简正波叠加起来，以满足边界条件和源条件，其结果就是一个复杂的数学函数．虽然它适于在计算机上进行数值计算，但在直观上不容易理解声源能量在时间与空间上的分布．简正波理论比较适于描述浅海中的声传播．波动方程的另一种解法是射线理论．它的出发点是声波在传播过程中存在波阵面．从声源发出的声能沿着射线传到空间各处．射线声学有很大的直观的优点，它用声线图给出传播的图像．它的缺点是不能给出波动方程的精确的解．由于波动方程求解十分复杂，超出本书的范围，我们在此不详谈．5．5．3 声呐声呐方程声呐（Sonar）一词是第二次世界大战期间由声音（Sound）、导航（Navigation）和测距（Rang-ing）三个英文单词的字头构成的．它是利用声波判断海洋中物体的存在、位置及类型的设备．在军事上，它是海军的重要电子设备．在民用方面，又是海洋开发不可缺少的手段．图5-6给出了一个基本的声呐系统的模型．它有两种工作方式．第一种称为主动声呐．由发射换能器把电信号变为声信号，在水下发射出去．当它照射到一个目标时，反射信号或称“回波”就被接收换能器收到，再变换为电信号送给接收机．第二种称为被动声呐，目标由于它所辐射的噪声而被发现．对于工程应用来说，声呐方程是用于设计声呐与对声呐性能作出预估的最有力的工具．它把与声呐设计有关的各种参数以等号的形式联系在一起．正确地在各种参数之间作出选择就可能设计出适合各种特殊用途的声呐设备来．在声呐方程中，出现的参数可以分为三类．1．由声呐系统决定的参数：SL：发射时的指标声压，即离发射换能器1m处所接收到的声压．GS：声呐系统的空间增益．它是由多个换能器布阵而取得的．用于发射系统时，也用DI来表示．GT：声呐系统的时间增益．它是由信号处理系统在时间上的积累而取得的．DT：检测阈，它表示声呐员判断有目标时所必需的最小输出信噪比．2．由目标决定的参数：SL：辐射噪声源的指标声压级（即离辐射源1m处所接收到的声压），又称为声源强度．TS：目标强度，表示目标截获声能并将它重新辐射出去的能力．3．由环境决定的参数：NL：背景噪声级，它可以仅仅由自然噪声构成，也可能由自然噪声加混响和舰艇的自噪声构成．TL：传播损失，表示在水声信道中从1m处到某一距离的传播损失．我们先介绍主动声呐方程．设指标声压为SL．当它传输到距发射换能器为r的目标时，变为SL-TL．由于目标强度为TS，所以当信号重新被辐射出来时，声压为SL-TL+TS．经过同样的传播损失，在到达接收水听器时，成为SL-2TL+TS-NL，加上增益GS及GT应等于最小可检测信噪比，即SL-2TL+TS-NL+GS+GT=DT （5.18）再来讨论被动声呐方程．假定目标辐射噪声的指标声压为SL．经过距离为r的衰减变为SL-TL．水听器所接收到的应是SL-TL-NL．经接收机处理之后获得增益GS+GT，于是SL-NL-TL+GS+GT=DT （5.19）声呐方程可以方便地用于计算声呐的作用距离．。
水声学基础PPT课件
2.2 海水中的声吸收
3、非均匀液体中的声衰 减一般海水含有各种杂质，如气泡、浮游生物、悬浮
粒子以及湍流形成温度不均匀区域等，它将增加海水
的声传播损失。 含有气泡群的海水具有非常高的声吸收：
第22页/共92页
2.1 海水中的声速
声速描述 在水声学中，经常将声速表示成为确定性的声速垂
直分布与随机不均匀声速起伏的线性组合：
c cz c
第23页/共92页
2.1 海水中的声速
声速垂直分布分类 深海声道声速分布：
特点：在某一深
度处有一声速最
Zm
小值。
c0 c
Zm
Z
Z
第24页/共92页
c0 c
k
实际吸收系数的测量值远大于经典吸收系数理论
值，两者差值称为超吸收。Why?
第37页/共92页
2.2 海水中的声吸收
2、纯水和海水的超吸收
纯水超吸收
1947年，Hall提出 水的结构弛豫理论，成 功解释了水介质的超吸 收原因。 •曲线A—Hall理论计算 •曲线B—经典声吸收
第38页/共92页
在主跃变层（负）和深 海等温层（正）之间， 有一声速极小值。
第15页/共92页
2.1 海水中的声速 请解释一下深海声速梯度分布？
第16页/共92页
2.1 海水中的声速
海洋中声速的基本结构 温度的季节变化、日变化和纬度变化： （1）季节变化：
百慕大海区温度随月份的变化情况，夏季既有表面 等温层，又有表面负梯度层；冬季有很深的表面混合 层。季节变用表面声道和深海声道，柱面波传播 ，相当于全反射海底和全反射海面组成的理想波导中
的传播条件。 TL 10lgr
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第十一讲 邻近海面的水下点源声场及表面声道
本讲主要内容
第四章小结 邻近海面的水下点源声场 表面声道声线参数
.
2
0、第四章小结
定解条件 第一类齐次边界条件（绝对软） 第二类齐次边界条件（绝对硬） 边界上密度或声速的有限间断（压力和法向振速连续）
波动声学 简正波临界频率 波导截止频率 简正波的特征 简正波相速度 简正波群速度
18
二、表面声道
临界角
概念：在表面声道下边界发生反转的声线，其声源处和 海面处的掠射角都达到极大值，该角称为临界角；该声 线称为临界声线
c
r
sm
s min
0 0 0m z0 0
H z
.
19
二、表面声道
临界角
声源处的临界角： 0m2aHz0
海面处的临界角： sm 2aH
： 1)声源处掠射角 0m 或海面处掠射角 sm的声线
被束缚在声道内传播，称为“声道声线”； 2)未被束缚的声线越出表面声道，进入深度 zH 的水
域中，在传播时经历海底反射，有较强的衰减，在较 远距离上可被忽略。
.
20
二、表面声道
跨度
概念：声线在海面相邻两次反射点之间的水平距离
Dmax
c
Dmin r
sm
s min
0 0 0m z0 0
H z
2
值，且幅度为单个点源的两倍。
pmax2/RN ：直达声与海面反射声同相叠加。
.
9
一、邻近海面的水下点源声场
解的表示 声压振幅随距离的变化
pR 2 R z2 1zco pkz sR 1z R2 sjisni kk nz zR Rz11z ejkR
当
RM
k zz1
M
，M1,2,时，声压取极小值
反转深度处声线的特点：声线的掠射角为零
csc0 cH c
D
z0
z0
0 0
zm
z
. am zzma0zac2soi0 2sn20
同理：
2 sin 2 s
zm
2 a cos s
声线掠射角是小量，反转深度可近似为：
zm
z0
02
2a
zm
2 s
2a
.
则：
pR 2 R z2 1zco kz sR 1z jsi k nzR 1z ejkR
声压振幅近似为：
p 2 sink zz1 R R
.
8
一、邻近海面的水下点源声场
解的表示 声压振幅随距离的变化
p 2 sink zz1 R R
当
RN
kzz1 N 1
，N0,1,2,时，声压取极大
zm D
.
21
二、表面声道
跨度 已知海面掠射角 ( s ) 时：
D2sia ncsossisn 2tans/a
已知反转深度 ( z m ) 时：
D
2zmc
tg
s
2
：海面处掠射角越大，跨度也越大
声压振幅随距离的变化
R 1R2zz12R12zR 1 22z R2 1z
R2R2zz12R12zR 1 22z R2 1z
( 1 z ) 1 z ( 1 ) ( n 1 )z n n !
.
7
一、邻近海面的水下点源声场
解的表示 声压振幅随距离的变化
p R 1 1 2 z R 1 2 2 R z2 1 z e jk 1R z z 1 2 z R 1 2 2 z R 2 1 z e jk 1R z z e jk e R jz 1 22 R
对于非均匀声速分布，上述干涉现象仍然存在。
.
12
一、邻近海面的水下点源声场
传播损失
定义：
TL 20 lgR20 lgsinkRz1z
近场
当 Rkz1z/(N12)时：TL20lgR
当 Rkz1/z(M ) 时：TL60lgR
远场
R 2k zz1
TL40lgR
.
13
一、邻近海面的水下点源声场
.
5
一、邻近海面的水下点源声场
解的表示 靠近海面有一点源在S点，接收点在P点，求接收点P
处的声压。将海面视为绝对软的平面，根据镜反射原理引 入一个虚源S1
.
6
一、邻近海面的水下点源声场
解的表示
p 1ejk1R 1 ejk2R
R1
R2
：这里利用平面声波的反射系数代替球面波的反射系
数，对于平整海面来说是正确的。
.
3
0、第四章小结
射线声学 基本物理量的描述 射线声学 声线、声线的传播时间、传播距离、声能量 平面波、球面波的声线图 程函方程 声线声学的应用条件 Snell折射定律 恒定声速梯度下声线轨迹方程求解 一般采用曲率半径，结合平面几何的方法
.
4
0、第四章小结
射线声学 恒定声速梯度下声线水平传播距离求解 曲率半径和平面几何法 已知掠射角时的传播距离公式 已知深度时的传播距离公式 声线图绘制 聚焦因子物理意义
（Fraunhofer）区过渡点，即 maR xN(,RM)：
R0
2k zz1
当 R 2kzz1 时，声压振幅为
p
2kzz1 R2
.
11
一、邻近海面的水下点源声场
解的表示 声压振幅随距离的变化
R0
2k zz1
：
菲涅耳区 夫朗和费区
近场菲涅耳区声压振幅起伏变化，远场夫朗和费区声 压振幅单调变化；
非绝对反射海面下的声场
此处不是1而是
解的表示
p1ejkRzR1 z
jkRz1 z
e R
R
R
声压振幅： pR 1122co2 skRz1z12
传播损失：
T L 2l0 g R 1l0 g 122co 2k R s1 z z
.
14
二、表面声道
表面声道声线参数 ：表面声道如何形成？有何特征？
.
15
二、表面声道
声道的“线性”模型和声传播 声速模型
c z c s 1 a ,0 z z H ,a 0 csc0 cH c
由Snell定律知：
c0cs1a0z
z0
z0
cHcs1aH
co0scosscos coH s
c0
cs
c
cH
z
.
16
二、表面声道
反转深度
概念：在表面声道中传播的声线发生反转的深度
pmin2z1z/RM 3
：直达声与海面反射声反相叠加。
.
10
一、邻近海面的水下点源声场
解的表示 声压振幅随距离的变化
pR 2 R z2 1zco pkz sR 1z R2 sjisni kk nz zR Rz11z ejkR
近场菲涅耳（Fresnel）干涉区向远场夫朗和费