深海不完整声道下反转点会聚区研究

近期南海远程声传播实验数据的处理分析表明在深海不完整声道中声道轴以下存在一种会聚区,该会聚区相比于海面附近的上反转点会聚区在远距离处具有更高的会聚增益.本文利用射线简正波理论确定了水中反转型焦散线和海面反射型焦散线位置,对比发现实验中观测到的深海大深度会聚区位置与水中反转型焦散线位置一致,证明该会聚区是由大量简正波同相...     

南海深海声道中反转点会聚区的实验研究

本文介绍了1983年10月在南海深海声道中进行的一次综合性爆炸声传播实验的结果,目的在于研究水下声道中反转点会聚区的特性。用反转点会聚区的渐近理论以及P-E法对声场进行了计算,实验得到的会聚区位置及会聚增益与计算结果很好符合。     

水下声道中的反转点会聚区（Ⅱ）广义射线理论

本文利用广义相积分近似给出一种声场的广义射线解,此解可用来计算焦散线以及反转点邻域的声场,而且具有物理图象清楚、计算方法比较简单的特点。     

水下声道中的反转点会聚区(Ⅰ)简正波理论

本文用简正波方法讨论水下声道中反转点会聚区的声场。理论分析表明,反转点会聚区声场由大量的简正波同相叠加而成。在一定条件下,反转点会聚区的声强按r~(-2)衰减,会聚增益与会聚区号数无关,会聚区宽度与会聚区号数成正比,这些理论结果与Hale的实验一致。 在双直线声道情况下,会聚增益为此处a_1是相对声速梯度,k_0是波数,(h_0—z)是声源至声道轴的距离。 应用反转点会聚区的理论来分析水池模拟实验的结果,计算得到的表面声道中会聚区的位置、会聚增益以及会聚区宽度与实验结果一致。     

深海海底反射会聚区声传播特性

在深海声道条件下,海水折射效应会使得声场出现会聚效应;在不完全声道条件下,深海海底对声场具有重要影响.利用在中国南海海域收集到的一次深海声传播实验数据,研究了深海不完全声道环境下的海底反射对声传播的影响.实验观测到不同于深海会聚区的海底反射会聚现象,在直达声区范围内的海底地形隆起可导致海底反射会聚区提前形成,并使得部分影区的声强明显提高.由于不平坦海底和海面的反射破坏了完全声道环境下的会聚区结构,在60 km范围内存在两个海底反射会聚区,会聚区增益可达10 dB以上,同时在11 km附近的影区和51 km附近形成高声强区域.当接收深度与声源深度相同时,第二会聚区的增益高于第一会聚区.在第一会聚区内,随着接收深度的增加,声线到达结构趋于复杂,多途效应更加明显.使用抛物方程数值分析结合射线理论对深海海底反射会聚区现象产生的物理原因进行了分析解释.研究结果对于声纳在深海复杂环境下的性能分析具有重要的指导意义.     

穿越深海会聚区的声源定位方法研究

基于WKBZ近似深海会聚区预报模型和方位滤波方法建立了穿越会聚区声源运动参数的估计模型，模拟结果表明，方位误差较小时，在前三个会聚区内，目标运动参数估计结果与模拟设定参数符合较好。     

深海会聚区声场多途时延差分析及声源距离估计*

深海会聚区声道由于具有传播距离远、传播损失低等优势,对实现声呐远程探测具有十分重要的意义。本文基于虚源理论推导了深海会聚区的多途到达时延结构,给出了会聚区内不同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之间的关系,提出了一种利用多途时延差估计深海会聚区近海面声源距离的方法,仿真实验验证了该方法原理的正确性。南海实验结果表明,当收发距离在42km~52 km时,会聚区爆炸声源距离估计结果同实际爆炸距离吻合较好,估计误差为0.6%~6.1％,验证了该方法的有效性。     

负声速梯度浅海中的平均声强

本文首先把能够到达接收器的那些简正波按能量相加,然后对发射深度与接收深度进行平均,导出了负声速梯度浅海中平均声强的表式。用这表式讨论了平均声强的空间结构的问题。     

负声速梯度浅海中的平均声强

本文首先把能够到达接收器的那些简正波按能量相加, 然后对发射深度与接收深度进行平均, 导出了负声速梯度浅海中平均声强的表式.用这表式讨论了平均声强的空间结构的问题. 关键词：     

负梯度浅海中的简正波声场

本文讨论简谐点源在负梯度浅海中的声场,文中假定海水声速是随深度单调减小的缓变函数,无需给出具体的函数形式。我们导出了简正波的极点方程与振幅函数的近似表达式,这些公式应用于具体问题容易获得数值解。简正波群速与指数衰减系数的计算公式也具有十分简单的形式,并得到较好的几何解释。     

深海上层声速剖面水平非均匀分布对声场会聚区特性预报的影响

针对深海上层声速剖面水平方向弱变化对声场会聚区特征的影响,通过对0°出射声线传播轨迹的分析,提出了只考虑声源及会聚区位置附近声速剖面水平变化实现深海声场会聚区特征准确预报的方法,该方法有助于降低深海声传播调查时声速剖面水平非均匀分布的测量工作量。通过模拟小振幅内波引起深海上层声速剖面水平非均匀变化,对该方法进行了仿真验证。南海声传播试验数据分析表明,当不考虑上层声速剖面的水平非均匀分布时,模型预报的声场会聚区位置及会聚区能量分布与实测结果有一定差异,该差异具有距离累积效应,到第二会聚区时位置累计误差可达3 km,当考虑会聚区宽度内声速剖面水平变化时,模型预报的声场会聚区位置与实测结果非常吻合,第二会聚区位置预报误差小于1 km。     

会聚来自点像的光

<正> 将来自不同位置的点像的光会聚到一个固定的开口处。在本文中所提及的摄谱仪是把来自许多点像的光会聚且呈现在分光镜的入射缝处。光从每个点像始,经光纤传输止于缝上一个固定的指定的位置上。这样,可同时显示几个点像的     

光束会聚点位置的判断方法

本文给出快速判断光束会聚点位置的三种简便方法，即基于毛玻璃在光束会聚点附近的散班效应的散斑法和几何投影特性的阴影法，以及基于光栅在光束会聚点附近的衍射特性的光栅法。分析了各种方法的判断精度。结果表明，所给出的方法可方便地用于光路调整中光束，特别是激光束会聚点的准确判断     

水声射线传播的黎曼几何建模·应用——深海远程声传播会聚区黎曼几何模型

会聚区是深海水声传播重要的物理现象,对其准确建模和计算是深海远程水声探测与通信的基础.但深海会聚区缺乏明确的数学描述,特别是对于地球曲率所导致的系统误差,目前主要采用近似计算与曲率修正相结合的方法,尚无精确会聚区数学模型.本文基于水声射线黎曼几何建模基础理论研究,在弯曲球体流形上开展深海会聚区建模,在分析总结会聚区物理特征的基础上,给出深海会聚区黎曼几何描述,得到深海会聚区位置、距离的分析形式和基于黎曼几何概念的计算方法,为深海会聚区——这一重要的深海声学现象探索赋予黎曼几何学意义.以Munk声速剖面为例,对比分析深海会聚区在曲率修正和采用黎曼几何方法在球体流形上建模两种情形的时空分布,验证了本文提出的深海会聚区黎曼几何模型的有效性,结果显示近海面处的会聚区宽度随声传播呈现先变大后变小的规律,最大约20 km,最小约4 km.     

关于模拟法描会聚点电场的讨论

本文论证了“ＱＥ－２”型静电场描迹中模拟聚焦电场的电极在设计上有误的观点。     

负梯度浅海声场的平滑平均结构

本文求得负梯度浅海声场的过渡区及其分层特性;获得的场强结构函数没有经典W.K.B.方法的发散困难。     

会聚区的水平偏移特性及其临界频率分析

利用数值模型研究了完整深海声道中会聚区的水平偏移特性,根据折射定律和Lloyd镜效应推导了会聚区发生水平偏移时临界频率的表达式。研究结果表明:当声波频率低于临界频率时,会聚区的主导模态与频率相关,随着声波频率减小会聚区会向靠近声源的方向水平移动,同时传播损失明显增大,当声波频率大于临界频率时,会聚区的主导模态近似与频率无关,会聚区的位置和传播损失大小不会随频率改变而发生明显变化,声源深度不同时,临界频率也不同。通过临界频率可以确定在特定声源深度下,会聚区发生水平偏移时需要满足的频率条件,利用临界频率与声源深度之间的关系,可以被动估计深海浅层目标的深度。     

折射率梯度引起反转的光自旋霍尔效应研究

从经典电动力学出发,研究了由折射率梯度导致的反转光自旋霍尔效应。通过分析光从光疏介质入射到光密介质和从光密介质入射到光疏介质两种情况,揭示了光自旋霍尔效应中的横移与偏振态、折射率梯度以及入射角等因素的定性关系。当入射角一定时,光从光疏介质入射到光密介质时的水平偏振横移绝对值大于垂直偏振横移,而从光密介质入射到光疏介质的情况正好与之相反,并且传输场的横移方向取决于折射率梯度方向,增大入射角能明显增强光自旋霍尔效应,对某一特定的线偏振光束,其左、右旋圆偏振光分量的横移等值反向。这些研究结果为调控光自旋霍尔效应提供了有效途径。     

反转点附近声场的渐近理论

水下声道中一般有三类反转点,在它们附近形成不同类型的反转点会聚区。收、发深度不等的第Ⅲ类反转点会聚区的强度比前两类稍低,但其空间分布范围广泛,在低频远程声场中占有重要地位。
本文着重讨论第Ⅲ类反转点附近的声场,给出了计算反转点附近以及焦散线声强的简明表式,提出了形成焦散线会聚的物理条件。理论分析表明,低频情况下第Ⅲ类反转点会聚区的声强与距离的平方成反比、与频率的1/3次方成正比。