粗糙海底单基地散射和混响建模与仿真.pdf

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1、第22卷第1期鱼雷技术Vo1．22No．12014年2月T0RPED0TECHN0L0GYFeb．2014粗糙海底单基地散射和混响建模与仿真王松，梁红，杨长生(西北T业大学航海学院，陕西西安，710072)摘要：长期以来，?昆响强度计算主要采用基于简单的半经验性质的散射模型，未能考虑环境参数。而实际一j，混响产生的过程中，海底环境对?昆响至关重要。本文采用地声学海底交互模型(GABIM)将海底分为两层，逐层计算界面散射和体积散射的散射截面，得到海底散射强度的计算公式。在此基础建了一个海底混响强度随海底环境变化的单基地混响模型，其采用单频信号仿真海底混响信

2、号，结果表明，}昆响信号特性符合理沦，H改变环境参数混响也随之产生变化，验证了该海底模型的可用性和环境适性。关键词：粗糙海底；海底散射；海底混响；单基地混响中图分类号：TJ631．2文献标识码：A文章编号：1673—1948(2014)01—0060—07ModelingandSimulationofMonostaticScatteringandReverberationforRoughSeafloorWANGSong，LIANGHong，YANGChang—sheng(CollegeofMarineEngineering，NorthwesternPlo

3、ytechnicalUniversity，Xian710072，China)Abstract：Reverberationstrengthcalculationhaslongbeenbasedonthesimplescatteringmodel，whichissemi-empiricalinnature，withoutconsideringenvironmentalparameters．Infact，environmentalparametersimposeim—portanteffectsonreverberationgeneration．Inthisp

4、aper，thegeoacousticbottominteractionmodel(GABIM)isutilizedtodivideseafloorintotwolayers，andthecross—sectionsforinterfacialscatteringandvolumetricscatteringineachlayerarecalculatedtoobtaintheformulaofseafloorscatteringstrength．BasedonGABIM，amonostaticreverberationmodelissetup，inwh

5、ichbottommonostaticreverberationstrengthdependsonseafloorenvironment．Singlefrequencysignalisadoptedinthismodeltosimulatetheseafloorreverberationsigna1．Theresultsindicatethatthereverberationsignalisconsistentwiththereverberationtheory，anditsstrengthchangeswiththeenvironmentalparam

6、eter．Keywords：roughseafloor；bottomscattering；bottomreverberation；monostaticreverberation海海底混响成为影响混响强度的主要因素。0引言我国领海各区域的海底沉积层有很大的不同，我国领海大部分是浅海，因此浅海作为水下构成极为复杂ll】，有各种不同的分层情况及不同活动中具有重要战略地位的区域，日益受到人们的地声学特性。长期以来，混响研究主要采用基的关注。浅海环境下南界面不平整性引起的界而于简单的半经验性质的散射模，如Lambert模混响更加显著，导致混响强度提高，从而加剧了型

7、计算海底混响【2】。这些散射模型一般计算简单，混响干扰的严重性。实测结果表明，浅海环境下，但南于计算过程没有环境参数，得到的混响信号海底散射强度远大于体积散射强度和海面散射强缺乏相应的物理意义。而实际匕，混响产生的过度，同时南于浅海的负声速梯度的分布，使得浅程中，海底环境对混响存在很大的影响。收稿日期：2013一ll一14；修回日期：2013—12—16．基金项目：闲家自然科学基金(61273333)、(61379007)．作者简介：王~k(1989一)，女，硕士在读，研究方向为信号‘j息处理TorpedoTechnologyWWW．yljszz．cn2

8、014年2月王松，等：粗糙海底单基地散射和混响建模与仿真第1期国内外对复杂海底的