声速剖面对深海远程声脉冲结构的影响

作     者：吴双林 秦继兴 李整林 吴禹沈 张仁和 WU Shuanglin;QIN Jixing;LI Zhenglin;WU Yushen;ZHANG Renhe

作者机构：中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190 中山大学海洋工程与技术学院珠海519000 南方海洋科学与工程广东省实验室珠海519082 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2023年第48卷第4期

页      面：774-784页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082403[工学-水声工程] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 1009[医学-特种医学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11874061,U22A2012) 中国科学院青年创新促进会项目(2021023)资助。 

主　　题：远程声传播 深海声道 声速剖面 脉冲时间到达结构 

摘      要：利用东印度洋和南海海域进行的深海远程声传播实验数据,比较分析了声道轴附近深度发射的声信号在两个海域不同声速剖面结构下的远程传播损失和脉冲时间到达结构。通过对比观测发现,两海域的深海声传播损失特性存在一定的差异,声脉冲时间到达结构差异性显著。首先,在东印度洋实验中观测到潜标垂直阵同一接收距离上,靠近声道轴传播的声能量较大,且声道轴附近声速较小但沿其传播的声信号却最先到达,而偏离声道轴传播的声信号延后到达,在整个接收深度上呈现出声道轴附近接收波形早于其他深度到达的分支结构,这与南海典型深海环境下的脉冲时间到达结构存在显著差异。其次,结合深海声道的参数化数学模型,分析了声速剖面对远程脉冲传播时间到达结构的影响机理,并理论解释了两个海域实验中观测到的脉冲声信号时间到达结构现象,其形成原因在于深海声道中决定声速剖面结构的声道轴系列参数的差异。该研究结果对通信声呐在不同海域深海远程环境下的应用具有一定的参考意义。