西北工业大学水声学原理作业5答案.pdfVIP

1、根据混响场特性不同，可以将混响分为三类：

①体积混响，混响源是存在于海水本身或体积之中的散射体，如海水中的流砂粒子、海

洋生物、海水本身的不均匀性、大的鱼群等；

②海面混响：混响源是海面的不平整性和波浪形成的气泡层形成的散射体；

③海底混响：混响源是海底及其附近的散射体。

2、①散射强度是表征混响的一个基本比值，定义为在参考距离1米处被单位面积或体积所

散射的声强度与入射平面波强度的比，并将此比值用分贝数表示，即

,=10

式中SS,V表示单位体积或单位面积的散射强度，Iinc是入射平面波声强，Iscat是单位体积或单

位面积所散射的声强度，它是在远场测量后再归算到单位距离处。

②等效平面波混响级RL定义为：设有接收器接收来自声轴方向的入射平面波，该平面

波强度为I，接收器输出端的电压为V，如将此接收器放置在混响声场中，声轴对着目标，

若在混响场中该接收器输出端的电压也为V，则此混响场的等效平面波混响级RL为

=10

0

式中的I0是参考声强，它是声压有效值为1微帕的平面波的声强。

③混响是主动声呐特有的干扰，是一个非平稳随机量，随时间衰减；瞬时值服从高斯分

布，振幅服从瑞利分布；频率特性基本上与发射信号相同，在空间中不是均匀的。

3、①计算混响的简单模型：声线直线传播；不计海水声吸收；散射体(面)单元均匀连续分布；

每一散射体(面)单元散射声波的发生和结束与入射到此单元上的入射声波同时发生和结束；

不计二次散射。

②t时刻收发合置换能器接收的混响来自半径为ct/2和c(t+τ)/2的球壳间散射体的散射，

此区域记作V。

0

考虑指向性为b(θ,φ)的指向性发射器，设单位距离处发射器轴向声强为I，则其在空间(θ,φ)

b

方向上的声强就是Ib(θ,φ)。考虑方向上的r处有一体积为dV的散射体元，由于假设球面衰

b

减，则dV处的入射波声强为Ib(θ,φ)/r2

b

根据散射强度的定义，可以得到在返回声源的方向上，离单位距离处的散射声强度为

2

[Ib(θ,φ)/r]·S`dV,其中S`I/I

bVVscatinc

4

在入射声作用下由dV产生的返回声源处的散射声强度应为Ib(θ,φ)S`dV/r，而若接收

bV

器指向性图案为b`(θ,φ)（若换能器收发合置，则b=b`），则对接收器输出端有贡献的声强为

Ib(θ,φ)b`(θ,φ)S`dV/r4

bV

因为散射体分布在整个空间，则积分求和结果为

`

()()

=∫