水声技术考试重点分析

（以下内容来自老师给的ppt ） 第1章-声纳及声纳方程

1、声源级SL 描述主动声纳所发射声信号的强弱： I 是发射器声轴方向上离声源中心1m 处的声强

2、发射指向性指数DIT

ND

D T I I DI lg

10=

理解:

3、传播损失TL 定量描述声波传播一定距离后声强度的衰减变化：

r

I I TL 1lg

10=

4、目标强度TS 定量描述目标反射本领的大小 ：

5、海洋环境噪声级NL 是度量环境噪声强弱的量 ：

注意：I N 是测量带宽内或1Hz 频带内的噪声强度。

6、等效平面波混响级RL 定量描述混响干扰的强弱。

7、接收指向性指数DI R 接收系统抑制背景噪声的能力。

声功率

指向性水听器产生的噪噪声功率

无指向性水听器产生的lg

10=R DI

8、检测阈DT 设备刚好能正常工作所需的处理器输入端的信噪比值(SNR)。

噪声功率

信号功率

lg

10=DT

9、主动声纳方程（噪声背景）：

（SL -2TL+TS ）-（NL -DI ）＝DT

主动声纳方程（混响背景）：

（SL -2TL+TS ）-RL ＝DT

被动声纳方程

1

lg

10==r I I

SL ()

2

1

4m W P I

a r π==77

.170lg 10+=a P SL T

a DI P SL ++=77.170lg 101

lg

10==r i

r

I I TS 0

lg

10I I RL =

（SL -TL ）-（NL -DI ）＝DT

10、

回声信号级：SL -2TL+TS 加到主动声纳接收换能器上的回声信号的声级

噪声掩蔽级：NL -DI+DT 工作在噪声干扰中的声纳设备正常工作所需的最低信号级 混响掩蔽级：RL+DT 工作在混响干扰中的声纳设备正常工作所需的最低信号级 回声余量：SL -2TL+TS -（NL -DI+DT ）主动声纳回声级超过噪声掩蔽级的数量 优质因数：SL -（NL -DI+DT ）对于被动声纳，该量规定最大允许单程传播损失；对于主动声纳，

当TS=0时，该量规定了最大允许双程传播损失

品质因数：SL -（NL -DI ）声纳接收换能器测得的声源级与噪声级之差

思考题：

1．什么是声纳？声纳可以完成哪些任务？ 2．主被、动声纳的信息流程有何不同？ 3．发射指向性指数物理含义是什么？

4．请写出主动声呐方程和被动声呐方程？在声呐方程中各项参数的物理意义是什么？ 5．环境噪声和海洋混响都是主动声呐的干扰，在实际工作中如何确定哪种干扰是主要的？ 6．已知混响是某主动声呐的主要干扰，现将该声呐的声源级增加10dB ，问声呐作用距离能提高多少？又，在其余条件不变的情况下，将该声呐发射功率增加一倍，问作用距离如何变化。

第2章 海洋的声学特性 1、声速梯度： P P S S T T c g a g a g a dz

dc

g ++==

海洋中的声速c （m/s ）随温度T （℃）、盐度S （‰）、压力P （kg/cm2）的增加而增加。 2、理解

3、声波传播的强度衰减（传播损失）原因： （1）扩展损失（几何衰减）；（2）吸收损失；（3）散射。 传播损失TL=扩展损失TL1+吸收损失TL2

4、扩展损失

()dB r

n TL lg 10⋅=

（1）n=0 适用管道中的声传播，平面波传播 0=TL

（2）n=1 适用表面声道和深海声道，柱面波传播 r TL lg 10= （4）n=2 适用于开阔水域(自由场)，球面波传播。 r TL lg 20= 5、１Neper=8.68dB ，声吸收引起的传播损失（吸收系数乘以传播距离）： 6、总传播损失（扩展＋吸收）：r r n TL α+⋅=lg 10

7、理解：km dB f f B f f f Sf A

T

T T /2

2++=α 273

1520

610

9.21+-

⨯=T T f

21089.1-⨯=A 21072.2-⨯=B 驰豫频率随温度升高而增加 。

8、 Thorp 给出了低频段（驰豫频率约为1kHz ）吸收系数的经验公式（适用4℃温度附近 ）：

km dB f f f f /41007.401102.02

2

2

2+++=α （理解）

9、海水粗糙，反射系数小；海底平坦，反射系数大。

10、

11、理解

12、沉积层中声波衰减系数：m Kf =

α（理解）

13、海底反射损失：反射声振幅相对入射声振幅减小的分贝数，定义为：

V p p BL i

r

lg 20lg

20-=-= （理解）

海底反射损失为正值，BL 分贝数越大，海底反射损失越大；V 为反射系数模值。 14、cT =

Λ c k ωπ=Λ=2

理解：()kh k g c tanh 2

=

()kh k T k

g c f tanh 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ρ

()

()

()()I 1TL=10lg 11I x x x x αα=-=>>