水声信道传输特性研究

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Ｃｈａｎｎｅ１Ｃｈａｒａｃｔｅｒｊｓｔｉｃ
０引言
近年来，海洋权益越来越来越受到人们的重
１水声信号环境特性
在海洋环境中，水声信号受到传播速度低、传播损耗随频率增加、海洋环境噪声高等诸多因素的
力的变化对声速影响最大。“ 声速剖面 ”是指声速随深度的变化，它对声波在海水中的传播影响很大，不同的声速剖面声线行进的路径不同。
水声信道脉冲响应的基础。图ｌ给出了水声信道仿
ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒａｃｏｕｓｔｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅ源自文库ｗｏｒｄｓ：ＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＡｃｏｕｓｔｉｃＮａｖｉｇａｔｉｏｎ；ＵｎｄｅｗａｒｔｅｒＡｃｏｕｓｔｉｃＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＡｃｏｕｓｔｉｃＤｅｔｅｃｔｉｏｎ；
中图分类号：ＴＢ５６７文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ７９７６一（２０１３）０４ — ２７８ — ０７
ＳｔｕｄｙｏｆＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＡｃｏｕｓｔｉｃＣｈａｎｎｅｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
表示为
ｃ＝１４４９．２＋４．６ｔ一０．０５５ｔ＋０．０００２９ｔ。 …
＋（１．３４ — ０．０１ｔＸｓ一３５｝＋０．０ｌ６Ｈ
收稿日期：２０１３．０６ — ０５。中国电科集团创新基金，编号：
２Ｏｌ２０２０ｌ０。
ｌＩｌ
式中，ｔ为温度（ ℃），Ｓ为盐度（％。），Ｈ为深度（ｍ）。
第４期
胡安平等：水声信道传输特性研究
・２７９・
声速随着水温、盐度及深度的增加而增加，海面声速的变化主要取决于温度；而随着深度的增加，压
视，针对海洋开发和海洋军事应用的各种装备也得
到研究和发展。在水下应用的各种装备中，基于水声信号传输的导航、通信、探测装置得到更加广泛的研究。水声信道是水下水声导航／通信／探测信号
影响，下面结合仿真对水声信号环境特性进行详细
・
２７８・
现代导航
水声信道传输特性研究
胡安平，高锐，张建春
（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安７１００６８）
摘
要：在海洋开发中，基于水声的应用系统得到越来越广泛的应用。本文对水声信号的传
播速度、传播损失、海洋噪声、信号带宽、多径传播复、多普勒效应等方面的性能做了详细分析，明确了水声信号的传输特性，对于水声应用系统研发有参考作用。关键词：水声导航；水声通信；水声探测；信道特性
ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｕｎｄｅｗａｒｔｅｒａｃｏｕｓｔｉｃｉｓｃｌｅａｒｅｄ，ａｎｄｉｔｓｅｒｖｅｄａｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏ
ＨＵＡｎｐｉｎｇ，ＧＡＯＲｕｉ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎｃｈｕｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｕｎｄｅｒｗａｔｅｒａｃｏｕｓｔｉｃｂｅｃａｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｂｒｏａｄｉｎｔｈｅｏｃｅａｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
Ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄ，ｌｏｓｓ，ｏｃｅａｎｎｏｉｓｅｓ，ｓｉｇｎａｌｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ｍｕｌｔｉｄｉａｍｅｔｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＤｏｐｐｌｅｒｏｆｔｈｅｔｍｄｅｒｗａｔｅｒａｃｏｕｓｔｉｃａｒｅ
分析。１．１声波传播速度低
处理和设计的物理基础，通过深入了解水声通信信道特异的声传播规律，才能设计出适配于海洋实际环境的水声应用设备和系统。
与无线电传播速度相比，声波的传播速度较
低，大约在１５００ｍ／ｓ。声波在海水中的传播速度取决于水温、盐度和深度等，海水中声速经验公式可