| 双基地冰-水界面混响强度的理论预报 |
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| 引用本文： | 朱广平,顾鑫,韩笑,殷敬伟.双基地冰-水界面混响强度的理论预报[J].声学学报,2020,45(3):325-333. |
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| 作者姓名： | 朱广平 顾鑫 韩笑 殷敬伟 |
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| 作者单位： | 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室 哈尔滨150001;海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部 哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声技术重点实验室 哈尔滨150001;海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部 哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声技术重点实验室 哈尔滨150001;海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部 哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声技术重点实验室 哈尔滨150001;海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部 哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨150001 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目(2018YFC1405900)、国家自然科学基金项目(51779061)、霍英东教育基金项目(151007)、黑龙江省杰出青年科学基金项目(JC2017017)和湖北省科技厅知识创新专项(自然科学基金)指导性项目(2017CFC853)资助 |
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| 摘 要： | 针对北极冰层冰水界面具有小尺度粗糙界面的情况,给出由冰层造成的混响平均强度的理论预报公式。首先将北极冰层等效为具有粗糙界面的弹性介质,并且采用小粗糙度微扰理论在精细拟合粗糙度谱的基础上,建立粗糙冰层的三维散射强度模型,然后建立三维双基地声呐几何模型确定有效散射区域,最后给出双基地冰下混响平均强度的估算公式,并在所拟合的粗糙度谱的情况下,利用该预报公式计算双基地声呐配置参数和海冰物理及声学特性对冰下混响强度的影响算例。数值仿真表明该公式能够估算出北极冰下双基地声呐产生的混响平均强度,并且分析出了时延、基线长度等声呐配置参数和冰层声速比、密度比等海冰物理参数会对混响强度造成的影响。声呐的配置参数主要影响散射的有效面积,海冰的物理参数则影响着冰层的散射强度。其中,冰层声速比不仅影响混响强度的大小,还会影响混响强度随时间的衰减速度。
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| 收稿时间： | 2018-08-15 |
Theoretical prediction of reverberation intensity for bistatic sonar underneath the ice |
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| Affiliation: | 1 Acoustic Science and Technology Laboratory, Harbin Engineering University Harbin 150001;2 Key Laboratory of Marine Information Acquisition and Security (Harbin Engineering University), Ministry of Industry and Information Technology Harbin 150001;3 College of Underwater Acoustic Engineering, Harbin Engineering University Harbin 150001 |
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| Abstract: | A theoretical prediction formula for the average intensity of reverberation caused by the ice layer is given for the operation of bistatic sonar underneath the ice with small-scale roughness.Firstly,the Arctic ice layer is equivalent to an elastic medium with a rough interface,and the three-dimensional scattering intensity model of the rough ice layer is established based on the fine fitting roughness spectrum.Then a three-dimensional bistatic sonar geometric model is established to determine the effective scattering region.Finally,the calculation formula of the average intensity of the bistatic ice reverberation is given,and in the case of this fitted roughness spectrum,the prediction formula is used to calculate the examples of the effects of sonar configuration parameters,sea ice physical properties and acoustic properties on the reverberation intensity under ice.The numerical simulation results show that the formula can estimate the average reverberation intensity of the bistatic sonar underneath the Arctic ice,and the influences of sea ice physical parameters and sonar configuration parameters on the reverberation intensity are analyzed.The configuration parameters of the sonar mainly affect the effective area of the scattering,and the physical parameters of the sea ice affect the scattering intensity of the ice layer.Moreover,the ice layer sound speed ratio not only affects the reverberation intensity,but also affects the decay speed of the reverberation. |
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