浅海低频全波动混响水平纵相关模型

侯倩男， 吴金荣 (中国科学院声学研究所 中国科学院水声环境特性重点实验室， 北京 100190)

混响是海洋空间中无规则分布的散射体对入射声信号的散射回波，同一时间内在接收点相干叠加形成。散射体的随机分布导致混响是一个无规则的随机过程，但同时混响又反映了一定的声源信息，与声源具有相似的频率特性，因此混响也存在空间相关特性。Urick等[1-2]利用900 m海深的爆炸声数据分析了混响垂直相关特性，分析了60 m海深的爆炸声混响垂直相关特性，提出“相关角度”的概念，建立浅海混响垂直相关模型并对实验数据处理结果进行解释。在混响建模中，海洋中各散射体满足无规则的随机均匀分布，对散射场相位的综合作用相互抵消，在考虑混响的空间相关特性建模时只考虑双程传播和散射模型的相位变化[3-5]。因此，对于混响垂直相关的建模研究，主要以传播声场的垂直相关为基础，叠加散射过程，综合建立混响垂直相关模型。周纪浔等[6-8]分析了低频小掠射角(0.7°～15°)混响垂直相关特性与海底反射损失之间的解析关系，提出了大面积测量海底小掠射角反射损失的方法及角度谱[7]的概念，以此建立了浅海声场的垂直相关模型和小掠射角的混响垂直相关模型，并利用该模型反演海底声吸收参数的方法。文献[9-11]在射线简正波理论的基础上，同样假设海底各散射源独立地均匀分布在界面上，给出浅海海底界面混响垂直相关的一般形式解，同时给出均匀层中的简化解析式，得到与周纪浔相似的结果。……