浅海中内波对匹配场时间相关的影响

利用一次夏季浅海水文实验资料,数值仿真研究有线性内波和孤立子内波存在条件下的匹配场时间相关性.考察和总结了有内波存在时不同声源频率、声源深度和内波幅度等参数对匹配场时间相关的影响.研究结果表明:由于内波与声场的相互作用,匹配场时间相关长度会随着线性内波的平均能流密度及孤立子内波幅度的增大而减小;频率越高,声波穿过内波场时的匹配场时间相关下降的越快;声源位于跃层下时的匹配场时间相关明显的优于跃层上的情况;孤立子内波距声源的位置对匹配场时间相关影响相对较小.     

Coherence-Time of Matched-Field Processing in Shallow Water in the Presence of Linear Internal Waves

Relationships among the signal coherence-time of matched-field processing （MFP）, the acoustic frequency, the source-receiver range, and the sound speed standard deviation （STD） caused by internal waves in shallow water, are numerically investigated based on oceanographic data from two shallow water experiments. It is found that the coherence-time can be fitted with an inverse square-root power of range, a near inverse 1 power of frequency, and inverse 1.3 power of sound speed STD.     

南海北部浅海声场起伏及统计特性

水下声场的时间积分声强和峰值声强是声呐检测中的重要物理量,而海洋中的内波等动力学过程会造成声场强度的起伏。对南海北部浅海内波环境下定点声起伏实验数据分析,结合数值仿真,总结了试验海域近海底发射和近海底接收条件下内波引起接收信号强度起伏的统计特性.分析结果表明:接收信号的时间积分声强起伏小于峰值声强起伏;时间积分声强与峰值声强起伏的概率分布与对数正态分布较为接近.时间积分声强和峰值声强起伏大小与信号的频率有关,同一收发距离,中心频率650 Hz信号的声强起伏较中心频率310 Hz和375 Hz信号的声强起伏更为剧烈。对于同一频率,当海底较平坦时,声强起伏的闪烁指数随传播距离的增加而增大;当水深随传播距离逐渐变深时,声强起伏规律受内波和水深变化共同影响而更为复杂,闪烁指数先随传播距离增加而增大,之后又随传播距离的增加而逐渐变小.      

南海线性内波条件下的匹配场时间相关长度

对于相位敏感的算法,声场时间相关长度是一个重要的参数.它能确定与相位有关的水声通讯算法的比特率和误码率,以及其他对相位敏感的信号处理算法如匹配场处理的信号增益.为了考察南海线性内波对匹配场时间相关长度的影响,本文分析了2001年亚洲海国际声学实验(ASIAEX2001)南中国海实验的水文数据,得到了符合该海域的内波频谱表示,并通过数值仿真研究了该海域存在线性内波时匹配场时间相关长度与声源频率,,收发距离R以及声速起伏6C的关系,总结了南海线性内波环境中匹配场时间相关长度的经验表示.仿真中所用的声源频率f为150～1200 Hz,收发距离R为20～32 km,声速起伏δC为1.37～5.0 m/s.结果表明,在该实验水文条件下,匹配场时间相关长度与δC<'-1.3>和f<'-1.1>成正比;在海底水平不变和水平变化时分别与R<'-0.>和R<'-0.5>成正比.