传播损失

摘要： 起伏海底对浅海声传播有着极大影响。文章利用一次东海夏季水文数据,结合蒙特卡洛方法统计分析了浅海长距离起伏海底环境下的声场特性,并利用射线模型分析了海底起伏对声场不确定性影响的机理。结果表明,高频声波对海底起伏的变化更为敏感,传播损失的概率分布更为分散。负跃层环境下,当声源位于跃层下方时,起伏海底对位于跃层下方接收点的声传播影响更为明显。等温层环境下,起伏海底对声传播的影响相比于跃层环境影响更小。起伏海底的倾斜度越大,声传播损失越大。对于相同倾斜度的起伏海底,相对起伏的大小,即起伏海底高度与海深的比值,比起伏周期的变化对声传播的影响更大。

摘要： 声信号在海水中能够传播上千千米,远距离声传播与近距离声传播的特性不同.本文利用西太平洋声源与接收最远距离近2000 km的水声实验数据,对实验海区的海洋环境信息、实验使用的接收垂直阵信息进行处理,分析大洋完全声道环境下,远距离声传播能量衰减规律和多途到达结构特性.在远距离传播能量衰减规律方面,随着传播距离增大,海水吸收对声能衰减的作用凸显,海水吸收系数的选取对声场能量预报的准确性至关重要.较低频信号海水吸收较小,中心频率100 Hz的声信号,传播距离从1000—2000 km,传播损失仅增大6 dB左右.深海声道远距离声传播多途到达结构特性方面,实验海区温跃层声速较高,使得到达接收点的本征声线数目更多,多途到达结构更复杂,海面反射声线形成的到达结构处在整体到达结构的靠前位置,且能量相对较强;受西北太平洋副热带模态水的影响,声速剖面存在双跃层结构,导致部分声线到达接收点的时间较早,多途到达结构在时间轴上的长度延长.

摘要： 针对复杂的舰船辐射噪声,本文基于指向性声源声场势函数的球面多极子级数展开方法,建立参数化点源模型。模型将声场表示为空间共点的不同阶次多极子叠加的形式,对Pekeris波导条件下3种多极子声源的传输特性进行仿真,并对仿真得到的声场衰减规律进行对比分析。结果表明:海洋声学参数相同的情况下,水平偶极子表现出和单极子相同的声场特性;垂直偶极子在近距离能够表现出偶极子方向特性,较远距离时比前两者衰减更快;偶极子声源声场随接收点与声源之间的夹角θ变化。

摘要： 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叠加形成的下反转点会聚区,其在深海声道轴以下的一定深度范围内都具有会聚效应,研究了该会聚区的形成条件以及声源深度变化对会聚区焦散结构的影响,对比了远距离处上下反转点会聚区的传播损失以及会聚区宽度,分析表明第七个下反转点会聚区的会聚增益仍不小于10 dB,研究了声速垂直结构变化对下反转点会聚区的影响,理论分析结果与实验数据吻合较好.

摘要： 航空吊放声呐主动工作模式下的作用距离不但与海域的声速剖面和装备自身性能有关,还与吊放声呐的入水深度有关.首先利用BELLHOP模型分别对带有跃层声速剖面、正声速剖面和负声速剖面3种情况下的声传播特性进行了仿真分析;然后研究了不同声速剖面下潜艇在不同深度航行的概率分布,建立并分析了潜艇运动规律模型,结果表明,不同声速剖面下,潜艇在不同深度航行的概率分布不同;最终通过潜艇在不同深度航行的概率分布,计算出吊放声呐不同入水深度下的平均探测距离,得到了不同声速剖面下吊放声呐的最佳入水深度,更能充分发挥声呐装备的最佳性能.

摘要： 针对地声反演方法存在的问题,文章使用脉冲声信号作为信号源,利用传播损失反演海底单参数.反演得到的单参数计算的传播损失与实验符合良好;同时用单参数估计的海底性质与实验采样符合良好.可以认为利用脉冲声信号对海底进行单参数反演是可行的,并具有较为准确的结果.

摘要： 水下声场是海洋环境参数的非线性函数,因此环境参数的不确定性必然会引起水下声场预测的不确定性,从而导致与声场预测相关的声呐探测和水声通信等设备性能的下降.该文将Sobol敏感度指数的计算与多项式混沌展开方法相结合,将敏感度指数表达为环境条件的函数,利用Q范数约束的双曲截断方案来减少多项式项数,有效地分析了设定的"浅海负梯度温跃层"信道中8个环境参数及其交互效应对水下声传播的影响.结果表明,沉积层声速是低频远距离声场不确定性分布的最主要贡献参数,同时对于下发下收的情况,声源深度的影响程度随着声源频率增加而逐渐增大.最后应用射线理论从海底反射的角度解释了各个环境因素影响程度差异的具体原因.该文的研究对水声通信和探测系统在浅海不确定环境下的性能预报研究具有重要的参考意义.

摘要： 为了研究深海海底环境对声传播特性的影响,建立了深海海底地形模型,通过BELLHOP模型仿真深海声道声速分布下不同海底地形的声传播特性,定量分析了"山地"、"海盆"以及平坦海底三种典型深海地形下,接收深度分别为500 m、1 km、3 km、4 km时的声传播特性差异,并利用本征声线的传播和时间到达结构进行了物理解释,研究成果对深海环境下声呐装备的作战使用具有指导意义.

摘要： 为厘清海底沉积层声学特性信息的水声环境保障需求,构建浅海两层海底环境参数模型,并参考Hamilton海底底质9种分类设置沉积层声速、密度、衰减系数及厚度的参考值及计算采样区间,利用Kraken简振波模型,采用控制变量的方法,研究了浅海沉积层声学特性参数对声传播损失的影响;开展了建模理论推导及数值技术分析,研究了海底沉积层声学特性参数在模型计算过程中调用过程,并从建模计算的角度对仿真计算的结果进行解释,对海底沉积层声学特性调查装备发展及调查重点参数具有一定的参考价值.

摘要： 中尺度涡是引起海洋声速水平非均匀分布以及声传播起伏的主要因素之一,本文研究了南海东北部单个中尺度暖涡的声传播效应.根据暖涡现场观测数据,利用涡旋动力学模型求解流函数,进而获得声速场数据,再结合PE方法计算了中尺度暖涡对声传播的影响,并给出了声源处于不同位置处声传播效应.结果表明:暖涡的存在,改变了声道轴深度,从而对声线传播方向产生影响,暖涡的存在使从暖涡中心出发的声线会聚区宽度减小,汇聚位置前移,暖涡引起的传播损失在有涡和无涡时可以达到30 dB以上.

摘要： 讨论了一种基于浅海实测传播损失的航船噪声谱源级获取方法,不需借助传播程序,便可实现航船噪声距离归一化.处理了两次海上实验测量渔船噪声数据,结果表明:由同次实验中不同水听器或同一水听器的不同时间数据获取的航船噪声谱源级差别较小,初步验证该方法能够较好地用于较高信噪比下,对航船辐射噪声测量数据作距离归一化处理.

摘要： 实验中得到了在上坡传播和下坡传播后传播损失的深度结构.与下坡声传播相反,靠近海面附近特定区域传播损失较小.分析表明,在负梯度浅海上坡环境中,一定深度的声源小角度出射的声线经历海底反射损失最小,声线经过区域在几千米至十几千米范围内形成周期性的强声强结构.

摘要： 浅海中,海洋环境参数尤其是海底声参数的获取对声场建模以及水声设备性能的评估有着重要的作用.同直接测量的方法相比,利用声学方法反演可以快速、低成本地获取试验海区海底声参数,因此受到了越来越多的关注.其中,以贝叶斯反演为代表的非线性反演方法发展尤为迅速.

摘要： 利用2014年夏季南海某海域一次深海声学实验获得的传播损失数据进行海底参数反演.在分析了深海海底声学参数对影区及会聚区声传播损失敏感性不同的基础上,提出了利用影区范围内传播损失进行海底参数反演的方法.在反演过程中,先利用低频声传播损失数据结合Hamilton经验公式获取半无限大海底的声速和密度,再使用声速和密度结果反演得到不同频率下的海底吸收系数,通过非线性拟合得到了海底吸收系数随频率变化的关系式.海底声学参数的反演结果很好地解释了实验中观测到的声传播现象.

摘要： 本文利用一次海深海底山环境条件下的声传播实验数据，初步分析了在平坦海底和经过海底山两种条件下的声传播差异。结果表明:由于海底山的反射，在靠近海底山之前由于反射会使得传播损失减小将近lOdB;而经过海底山后，由于海底山的遮挡效应，传播损失比无海底山时增大了35dB以上。研究结果对水声环境利用及声纳探测性能评估等具有借鉴意义。

摘要： 本文从理论和试验两方面分析了温跃层对垂直信道声传播的影响，结果表明，在小掠射角水平传播时，温跃层引起很大的传播衰减，在入射角20时可达到约10dB，入射角100时降低到2dB，入射角600时小于0.1dB。故声波垂直或接近垂直入射时，温跃层的影响是很小的，可以忽略不计。该结论得到了湖上试验的验证。

摘要： 为了研究空气声源激发的较远距离浅海声场的传播规律，对此开展实验研究。2010年在南海进行了一次实验，在水下利用水平阵成功地接收到远至4km外空气中大功率扬声器发射的脉冲声信号。本文通过分析实验数据，研究空气中声源激发的浅海水下声场传播特点，得到收发距离1-4km范围内的传播损失实验值，同时采用波数积分方法模拟计算传播损失理论值，结果表明二者符合较好。

摘要： 本文在浅海相干混响模型的基础上，提出了一种混响时间序列的仿真方法，很好地解决了混响过程中传播损失和散射强度的计算问题，可用于水平变化浅海环境中的混响仿真。对仿真得到的混响序列的统计特性等特性进行了检验和分析，结果表明，仿真信号特性与理论值一致，仿真方法可行。本文研究结果对主动声纳目标模拟器中混响场的产生奠定了基础。

摘要： 声纳技术的进步要求对海底界面声散射的机理有更深入的理解。目前有两类测量方法，一类是长距离混响反演测，另一类是直接测量。长距离混响反演具有简单易行、可大范围测量的优点，但同时引入了大量的假设，包括对传播损失的假设，对空气-海洋界面散射和生物体散射的假设。另外因为长距离混响是对大面积区域进行平均，因此角度对散射的影响就不容易从这种方法测得。本文的实验属于直接测量，直接测量方法就可以排除这些假设，从而对角度和频率对散射的影响进行研究。浅海中多途效应的存在会于扰信号，在本实验中通过信号时域的分析和指向性声源的使用来确定接收信号。本实验的目的是研究界面起伏对散射强度随着散射掠射角变化的影响。

摘要： 非线性内波对声场传播损失和强度起伏研究是海洋声学领域的热点研究问题之一。D。Rouself推导了内波传播引起声简正波耦合的理论，并给出简正波系数的起伏规律。R。H。Headrich等[2]研究了内波对简正波到达时间结构的影响。J。X。Zhou等研究了非线性内波波包链与声波的共鸣现象，并阐明了产生声传播损失随频率强烈起伏的原因。 本文对2005年黄海试验(AEYFI05)的数据进行了分析，并讨论了非线性内波对声传播造成的影响。

摘要： 本发明涉及一种基于海洋背景场的水声传播损失可靠计算方法，采用水听器接收数据中爆炸声源信号的提取与存储；对爆炸声源在频带(fL,fH)内信号传播损失的计算；传播损失环境噪声干扰限的判定与传播损失的计算。本发明实现对海洋声传播调查中水声传播损失的精确、高可靠性计算，从而给予海洋声传播特性的研究、声呐的设计以及声呐性能的预报提供准确、可靠的调查数据支撑。

摘要： 本发明公开了一种改进的浅海传播损失预报模型的计算方法，是基于Marsh‑Schulkin浅海传播损失预报模型上针对不同斜坡海底的近场异常系数提出了新的计算方法。降低其对于海底吸收参数的敏感性，提高了估算精度。针对近场异常系数计算中海底参数对其的影响，根据近场异常从几何传播的上下限累积上的不同，给出其新的扩展计算方式。修正计算近场异常系数的影响，从而使M‑S计算模型对任意负梯度，进一步使其对上下楔地形计算有了更高的计算精度。方法简单易行，具有非常广泛的适用性。

摘要： 为了有效获取深海环境下的海底参数，本发明提出一种基于海底混响和传播损失的深海海底参数反演方法，首先将单水听器布放入水，船只在调研海域进行走航，同时发射声源信号，采集深海实验数据，提取海底混响和传播损失实验数据。对海底混响模型进行建模仿真，将实验数据与模型仿真的海底混响时间序列进行匹配，反演得到海底声速和密度。利用射线模型计算传播损失与实验值进行匹配，反演得到海底衰减系数。本发明的目的是为获取深海海底参数提供有效的技术方法。

摘要： 本发明提出一种基于声阵的海洋声传播损失测量方法，包括利用水声接收阵系统实时实现传播损失测量，并且在阵元域的信噪比小于6dB情况下，仍可通过声接收阵的波束域输出结果，实时实现不同频段水下声传播损失的计算。与传统的基于浮标的静态传播损失测量技术相比，基于声阵的海洋声传播损失实时测量技术可以实时进行阵元域和波束域的多频段的水下声传播损失测量。并且在阵元域信噪比低于6dB而无法进行传播损失测量的情况下，利用声基阵的阵增益，通过波束域可以实现多频段的水下声传播损失测量。

摘要： 一种基于深度置信神经网络的水声传播损失预报的方法，包括以下步骤：选择预报水声传播损失的模型；对选择的预报水声传播损失的模型进行特征参数选择，建立约束条件；构建在特征参数约束下的水声传播损失模型的数据集，将构建的数据集划分为训练集、测试集和验证集；构建包含受限玻尔兹曼机和顶层分类器网络的深度置信神经网络；将深度置信神经网络在构建好的数据集上进行训练、测试；将海洋特征参数与信号特征参数的值输入深度置信网络，输出水声传播损失的预测值。可以实现在缺乏先验知识、多频段、复杂海洋环境条件下，对声学模型进行准确的适配并精确预报水声传播损失。

摘要： 本发明公开了一种海洋环境要素场重建方法及水声传播损失计算，包括以下步骤：步骤一、通过水下滑翔机采集提取海洋要素的先验数据集A{a1,a2,a3……an}；步骤二、使用PCA降维算法对先验数据集A{a1,a2,a3……an}中的数据进行降维运算得到重构数据集B{b1,b2,b3……bn}；步骤三、采用判断系数判断评估步骤二中得到的重构数据集B{b1,b2,b3……bn}，通过判断系数得到海洋环境要素场的重建数据集C{c1,c2,c3……cn}；步骤四、重建数据集C{c1,c2,c3……cn}输入bellhop计算模型获得水声传播损失；采用上述技术方案，由于使用PCA降维算法对先验数据集A{a1,a2,a3……an}得到重构数据集B{b1,b2,b3……bn}并通过判断系数判断评估得到重建数据集C{c1,c2,c3……cn}，并将重建数据集C{c1,c2,c3……cn}输入bellhop计算模型计算传播损失提高计算精度，bellhop计算模型加入了线性插值的算法能够更快速的获得计算结果，满足水下实时计算的要求。

摘要： 本发明涉及一种基于海洋背景场的水声传播损失可靠计算方法，采用水听器接收数据中爆炸声源信号的提取与存储；对爆炸声源在频带(f

摘要： 本发明公开了一种改进的浅海传播损失预报模型的计算方法，是基于Marsh‑Schulkin浅海传播损失预报模型上针对不同斜坡海底的近场异常系数提出了新的计算方法。降低其对于海底吸收参数的敏感性，提高了估算精度。针对近场异常系数计算中海底参数对其的影响，根据近场异常从几何传播的上下限累积上的不同，给出其新的扩展计算方式。修正计算近场异常系数的影响，从而使M‑S计算模型对任意负梯度，进一步使其对上下楔地形计算有了更高的计算精度。方法简单易行，具有非常广泛的适用性。

摘要： 为了有效获取深海环境下的海底参数，本发明提出一种基于海底混响和传播损失的深海海底参数反演方法，首先将单水听器布放入水，船只在调研海域进行走航，同时发射声源信号，采集深海实验数据，提取海底混响和传播损失实验数据。对海底混响模型进行建模仿真，将实验数据与模型仿真的海底混响时间序列进行匹配，反演得到海底声速和密度。利用射线模型计算传播损失与实验值进行匹配，反演得到海底衰减系数。本发明的目的是为获取深海海底参数提供有效的技术方法。

摘要： 本发明提出一种基于声阵的海洋声传播损失测量方法，包括利用水声接收阵系统实时实现传播损失测量，并且在阵元域的信噪比小于6dB情况下，仍可通过声接收阵的波束域输出结果，实时实现不同频段水下声传播损失的计算。与传统的基于浮标的静态传播损失测量技术相比，基于声阵的海洋声传播损失实时测量技术可以实时进行阵元域和波束域的多频段的水下声传播损失测量。并且在阵元域信噪比低于6dB而无法进行传播损失测量的情况下，利用声基阵的阵增益，通过波束域可以实现多频段的水下声传播损失测量。