水中气枪声源激发的地震波场波动成分及其能量占比特性

程广利,刘宝,王泽明,杨哲辉

(1.海军工程大学 电子工程学院，湖北 武汉 430033；2.92682部队，广东 湛江 524000；3.91251部队，上海 200940)

0 引言

随着舰艇减震降噪技术的提高，中高频噪声得到了有效控制，但低频、甚低频噪声难以在短时间内得到有效解决，这也使得声纳向低频、甚低频方向发展[1-2]。浅水中的声传播面临两个问题：一是甚低频段的信号频率极低、波长较长，导致舰艇的声辐射效率很低，大部分能量以压力波的形式存在于舰艇附近；二是浅水波导中存在频率截止效应，导致甚低频信号无法以声波形式在海水中传播。这两个原因导致浅海中舰艇辐射噪声的相当大部分能量不能以声波形式在海水中有效传播，从而使得声纳能够接收到的声波能量较少，远程探测目标的难度加大。但是，舰艇周围的声压场可通过海水传播至海底，同时甚低频声波也因频率截止耦合到海底，这些能量会在海水以及海底诱发沿海水- 海底分界面传播的舰艇(海底)地震波场[3-7]，为方便表述，以下文中均简称为地震波场，其包括水声场和地声场。地震波场由多种波动成分组成，包含着水面目标、水下目标的方位信息，其中表面波频率低、衰减慢，受海洋环境影响小，可利用其有望实现远程探测舰艇目标的目的。

因此，在研究水中声源激发的地震波场中，理清海底地震波场的组成成分，摸清地震波场波动成分的能量占比，以确定到底哪些波动成分是主要的，以及影响能量占比的主要因素与特性，可为地震波场的研究指明方向。……