内波对水下声信号时间相关性影响的数值和实验研究

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1、ｆ鷄Ｏ．ＶＴＹＣＫＡＮＵＮＩＥＲＳＩＯＦＣＨＩＮＡ博±学位论文１ＤＯＣＴＯＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ内渡对水下汚巧号时间相关性》响的论文面目：数化和实验研究ＮｕｍｅｒｉｃａｌａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｈｅＴｅｍｐｏｒａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅｔｉｌＩＢＩｔＷｏｆｅｒＡｃｏｕｓｔｉｃＳｎａｓｎｆｌｕｅｎｃｅｄｎｅｒｎａｌａｖｅｓ巧文巧目Ｕｎｄｅｒｗａｇｙ：ｆ小潇：作者巧导教师Ｉ巧临慧教沒学位类别：学—术学位，洋巧＊探測与处璧圍专化名称

2、塞－Ｔ：研究方向：诲洋舌学．．．槪２０１５年５月巧日谨［＾此论文献给我的恩师和父母。于小涛和头验研为内波对水下声信号时间相关性影响的数值、学位论文巧辩ｎ期：唉＾指洁教师签字：＾：巧辩蚕员会成员签不＿１Ｍ±＿冻參為ｔＴ罕独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知．除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他教育机构的学位或证书使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明

3、确的说明并表示谢意。、签字学位论文作者签名曰期月皆私学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意下事项：１，允许、学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘论文被査阅和借阅。２、学校可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学中＂国学术期刊（光盘版）电子杂志社用于出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。（保密的学位论文在

4、解密后适用本授权书）；学位论文作者签名；导师签字签字日期月日签字日期：心月日＾内渡对水下声信号时间相关性影响的数值和头验硏为摘要海洋中内波的存在会使声信号的时间相关半径变小。受物理介质影响的信号时间相关半径表明了信号由完全相关变为不相关时经过的时间尺度，它是声纳目标。本文通过数值仿真的检测与识别、匹配场声源定位及水下通讯的重要技术指标，得到了典型声传播条和海上实验数据处理，分析了内波对声场时间相关性的影响－件下信号的匹配场时间相关半径Ｗ及时间相关半径在距离深度空间上的分布。－基于抛物方程，ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ数值仿真了线性內波存在

5、时声场的时间（Ｐ巧理论ＰＥ仿真所采用的冻结声学环境模相关函数。在前人，得到时间相关性的空间分布一一在型的基础上提出了种非冻结的环境模巧方法，时间相关性的数值结果表明，，可，，接收距离越远定的频率和接收距离范围内，冻结模型依然可靠但频率越商，靠性越低－深度空间各个位置处声场时间相关性的理论和数值研究发现。对距离时间相关性在空间上的分布具有与声场千涉条纹类似的结构，声场会聚区的时间显、。此外’声源频率＾接收相关性优于影区，随机噪声的存在使达个结论更加明＂＜如＞，导距离／？和声速扰动的统计标准差１｜等参数的改变引起声场干涉结构的变化致时间相关半径对

6、其不再是对数坐标下的线性依赖。ｔ－Ｃａｒ，在Ｍｏｎｅｌｏ研巧的同时提出了基于绝热近似和锅合简正波理论的统计方海声传播条件下，绝热近似得到的匹酷场时间相关半径随法。研究结果表明：深远－Ｃｒ－瓜／和＜如＞的巧指数关系与Ｍｏｎｔｅａｌｏ仿真和单向锅合方法的结果近似相同｜１的空间分布；巧海但它髙估了信号的时间相关半径，且不能正确描述时间相关半径一二定的可靠性。本文发展的维统近距离声传播条件下，绝热近似的计算结果具有，计模型得到的匹巧场时间相关半径大于前人的Ｓ维模型，在本文参数巧围内数值计算中一般考虑前５号内波模态和几十号简正波就可Ｗ保证数值结果的可靠性，

7、但要得到时间相关半径的空间分布需要考巧更多的简正波。ＥＸ２００，当声传巧路径上出现强孤立子对ＡＳ１实验的声学数据处理后得到ＩＡ关半径明显降低，某些时刻３００Ｈｚ信号的时间相关半径低内波时，声场的时间相１化内，时间相关半２５００Ｈｚ；信号频率越高于化，信号的时间相关半径甚至降到Ｓ１。由两个位置不同的声源径越短：且声场的时间相关半径在深度上有明显起伏－Ｒ和Ｓ２发射的４００Ｈｚ信号在接收位置Ｒ处的时间相关半径不同，Ｓ２路径的时间Ｓ２－民路径上的相位传播速度小于Ｓ－相关半径比１Ｒ路径长。这可