几种粗糙散射理论对海面中频后向声散射的有效性研究

作者：戚乐华; 刘保华; 阚光明

来源：中国海洋大学学报(自然科学版), 2021, 51(01): 94-102.

DOI：10.16441/j.cnki.hdxb.20200043

• 海面声散射
• 粗糙散射理论
• 中频
• 有效性

不同粗糙散射理论由于均采用了一定的近似方法,只在特定条件下才具有较好的预测准确性。本文采用PM海浪谱模型,利用积分方程法研究了几种常用粗糙散射理论对海面中频1～20 kHz后向声散射的有效性。仿真结果表明,中频频段相干散射一般远低于非相干散射,平均低约20 dB。四阶小粗糙微扰近似和小斜率近似的预测准确性最好,在频率15 kHz风速小于10 m/s的情况下,24°以上中高掠射角范围的小斜率近似和9°～64°掠射角范围的四阶小粗糙微扰近似的预测误差不超过2 dB。二阶小粗糙微扰近似整体预测精度偏低,特别是在小于20°的小掠射角和大于60°的大掠射角范围。掠射角80°以上的近垂直入射时,小粗糙微扰理论的预测结果偏高,相反Kirchhoff近似只在近垂直入射时才具有较好的准确性,中小掠射角的预测结果偏高。海上测量结果也验证了上述结论。

• 单位
  中国海洋大学; 自然资源部第一海洋研究所