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原文传递海底混响对声呐作用距离的影响

论文题名：	海底混响对声呐作用距离的影响
关键词：	声呐系统;海底混响;信混比;声传播模型;小斜率近似
摘要：	在水声学研究中，海底混响一直是研究的热点课题，是主动声呐目标探测的重要干扰之一。在低信混比(Signal-to-ReverberationRatio，SRR)区域，目标回波信号容易被混响掩盖，导致声呐的虚警率增加。因此，获得混响的空间分布，特别是信混比的分布，对提高主动声呐的探测作用距离具有深远意义。　　虽然混响模型的发展已久，但由于水声传播的复杂性、边界信息获取困难、计算速度有限，这些模型要么忽略了复杂声速剖面对声传播的影响，要么采用经验和半经验散射模型。由于缺乏对散射物理机制的描述，难以分析海底参数变化，如起伏海底粗糙度、介质不均匀性等对海底混响的影响，明显不利于混响的计算和研究。　　本文先利用射线追踪理论(Bellhop核心)解决了声传播随声速变化弯折的问题，再利用小斜率近似理论完成包含海底参数和界面粗糙起伏的散射模型。最终完成单基地收发合置和双基地收发分置的混响模型。　　在构建声传播模型和混响模型之后，通过计算主动声呐混响和空间内声传播损失，得到声场内信号余量的变化，进一步分析空间内信混比，根据声呐系统进而完成主动声呐作用距离的评估。通常来说，我们所得到的传播损失是空间内某点频域的信息，而所得到的混响是时域上的。以往传播损失和混响的对应都是直接用距离除以声速来完成空间和时间的对应，这样显然是不够严谨的。本文在计算声传播损失时通过观察声线到达结构，得到场内某点贡献声能量的声线的到达时间，严格对应相应时间的混响，得到更为严谨的对应关系。　　最终将声传播模型和混响模型加入声呐系统中，得到一套完整的声呐作用距离预报系统，并将其用C语言进行工程实现。
作者：	赵天博
专业：	水声工程
导师：	张明辉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021