深海海底声反射区多途时延差分析与近海面声源定位

深海海底反射声工作方式下的声场主要由4条一次海底反射声线路径构成。根据4条声线路径到达接收点的时间不同,可以得到6个不同的声线到达时延差值,当声源位于近海面时, 6条声线路径的时延差曲线随接收深度近似呈线性变化。本文基于虚源理论推导了海底声反射区的多途到达时延结构,给出了6条声线路径的时延差曲线随接收深度变化的近似表达式,通过分析时延差曲线与声源水平距离和深度之间的关系,提出了一种利用多途时延差估计深海海底声反射区近海面声源距离与深度的方法,仿真实验与影响因素分析验证了该原理的正确性。南海实验结果表明,当收发距离在10～33 km时,距离估计结果和深度估计结果都同实际声源距离和深度吻合较好,估计误差不超过15%,验证了该方法的有效性。     

歧化松香蔗糖酯的合成

先将歧化松香与二氯亚砜反应制备歧化松香酰氯,然后与蔗糖发生O-酰化反应合成了歧化松香蔗糖酯。用TLC、IR、13C NMR、UV、HPLC和HPLC-MS等多种方法对目标产物进行了分析和表征,结果显示歧化松香蔗糖单酯是所合成的目标产物中的绝对优势成分,含量可高达96·31%,酯基可能与蔗糖分子中果糖环上的C-1′相接。从目标产物的临界胶束浓度CMC(0·9×10~(-2)mol·L~(-1),此时表面张力σCMC=52·03mN·m~(-1))可知,所制备的歧化松香蔗糖酯具有较好的表面活性。     

深海海底斜坡环境下的声传播

海底地形变化对声传播具有很大影响,在南海深海区域海底斜坡环境下进行了一次声传播实验,实验显示倾斜海底环境下声传播损失出现了一些不同于平坦海底环境下的现象,分析并解释了海底地形变化对产生声传播差异的原因.结果表明,海底斜坡对声波的反射增强作用可使斜坡上方的声传播损失减少约5 d B.当声波第一次入射到达的海底位置有较小幅度的山丘(凸起高度小于1/10海深)时,海底小山丘即可对声波有反射遮挡作用,导致在其反射区特定传播距离和深度上出现倒三角声影区,比平坦海底环境下相同影区位置处的传播损失增大约8 d B,影响深度可达海面以下1500 m.而海底斜坡对声波的反射阻挡作用使得从海面反射及水体向下折射的会聚区结构消失,只剩下从水体向上折射的会聚结构.因此,海底地形对深海声传播影响较大,在水下目标探测和性能评估等应用中应予以重视.     

声强谱频移补偿的波导不变量和距离估计方法

基于声强的距离一频率干涉结构,利用对水平阵不同阵元信号的声强谱进行频移补偿的方法估计波导不变量和距离。在波导不变量和距离其中一项已知的情况下,可以通过该方法估计另外一项。利用2011年12月北黄海水声实验中拖曳声源发射和海底水平阵接收的线性调频信号,通过上述方法估计了不同距离处的波导不变量。结果显示波导不变量的估计值在0.8到1.2之间变化,其均值与利用实测海洋环境计算的理论值符合良好。同时,利用相同的信号和波导不变量的理论计算值,通过上述方法在不同时刻进行距离估计,结果与GPS测量距离基本一致。      

Spatial correlation of the high intensity zone in deep-water acoustic field

The spatial correlations of acoustic field have important implications for underwater target detection and other applications in deep water. In this paper, the spatial correlations of the high intensity zone in the deep-water acoustic field are investigated by using the experimental data obtained in the South China Sea. The experimental results show that the structures of the spatial correlation coefficient at different ranges and depths are similar to the transmission loss structure in deep water. The main reason for this phenomenon is analyzed by combining the normal mode theory with the ray theory. It is shown that the received signals in the high intensity zone mainly include one or two main pulses which are contributed by the interference of a group of waterborne modes with similar phases. The horizontal-longitudinal correlations at the same receiver depth but in different high intensity zones are analyzed. At some positions, more pulses are received in the arrival structure of the signal due to bottom reflection and the horizontal-longitudinal correlation coefficient decreases accordingly.The multi-path arrival structure of receiving signal becomes more complex with increasing receiver depth.