声波在目标上的反射和散射

第 5 章 声波在目标上的反射和散射水下目标含义：（ 1 ）军事目标：舰船、潜艇、鱼雷、水雷等；（ 2 ）礁石等； →→反射体、散射体回波信号有规信号；（ 3 ）无限延展非均匀体：深水散射层、海面、海底等。 → → →散射体回波信号无规信号统计信号 ( 混响 ) 。研究声呐目标回波特性意义（ 1 ）主动声呐的目标检测和识别的依据；（ 2 ）对声呐设备的设计和应用有重要意义。水声学第 5 章 声波在目标上的反射和散射2 主要内容  声呐目标强度 TS ； 常见声呐目标 TS 值的特性； 目标强度实验测量； 目标回声信号； 刚性和弹性球体的散射场特性； 壳体目标的回波信号； 散射声场理论计算方法。水声学第 5 章 声波在目标上的反射和散射31 、目标强度 TS 目标强度 TS 定量描述目标反射本领的大小，从回声强度角度描述目标的声学特性。定义：式中， 为入射波强度； 为离目标等效声中心 1 米处的回声强度。iIrIri r=1ITS = 10lg I水声学第 5 章 声波在目标上的反射和散射45.1 声呐目标的目标强度 （ 1 ）测量距离 在远场进行测量 Ir ，并按球面波衰减规律将测量值换算至目标等效声中心 1m 处。（ 2 ）目标等效声中心 假想的点，可位于目标的外部或内部；射线声学观点认为回声是由该点发出。目标QCPIr1m水声学第 5 章 声波在目标上的反射和散射55.1 声呐目标的目标强度 （ 3 ）回声强度 回声强度 Ir 是入射波方向和回波方向的函数。 在收发合置情况，回声强度仅是入射波方向的函数，称之为“反向反射”或“反向散射”。（ 4 ）参考距离 参考距离通常取 1m 。 多数声呐为收发合置型的，因此主要讨论反向散射情况目标回声问题。 通常情况下，水下目标的目标强度 TS 为正值，为什么不能说回声强度高于入射声强度？ 水声学第 5 章 声波在目标上的反射和散射65.1 声呐目标的目标强度 2 、刚性大球的目标强度① 刚性不动球体：半径 a ， ka>>1 ， k 为波数；② 反射声线：局部平面镜反射定律；③ 球体刚性：声能不会透入球体内部；④ 理想反射体：声能无损失被反射。 ii2iiidθsinθπa2dsdscosθIdWii2rrdθ2θ2sinπr2IdW散射声功率： 局部范围入射声功率：aiIiid水声学第 5 章 声波在目标上的反射和散射75.1 声呐目标的目标强度 入射声功率等于散射声功率：ridWdW 22irr4aII 4alg10IIlg10TS21rir...