【摘 要】
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声纳技术的进步要求对海底界面声散射的机理有更深入的理解。目前有两类测量方法，一类是长距离混响反演测，另一类是直接测量。长距离混响反演具有简单易行、可大范围测量的优点，但同时引入了大量的假设，包括对传播损失的假设，对空气-海洋界面散射和生物体散射的假设。另外因为长距离混响是对大面积区域进行平均，因此角度对散射的影响就不容易从这种方法测得。本文的实验属于直接测量，直接测量方法就可以排除这些假设，从而对
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声纳技术的进步要求对海底界面声散射的机理有更深入的理解。目前有两类测量方法，一类是长距离混响反演测，另一类是直接测量。长距离混响反演具有简单易行、可大范围测量的优点，但同时引入了大量的假设，包括对传播损失的假设，对空气-海洋界面散射和生物体散射的假设。另外因为长距离混响是对大面积区域进行平均，因此角度对散射的影响就不容易从这种方法测得。本文的实验属于直接测量，直接测量方法就可以排除这些假设，从而对角度和频率对散射的影响进行研究。浅海中多途效应的存在会于扰信号，在本实验中通过信号时域的分析和指向性声源的使用来确定接收信号。本实验的目的是研究界面起伏对散射强度随着散射掠射角变化的影响。
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声学超常介质材料(acoustic metamaterials)是一种具有特殊声学或弹性性质的人工复合材料。构成这种介质的微结构单元具有局域共振效应，可以对某些频率范围内的入射声波产生负的响应函数。因此，其动态有效质量密度和体模量可以单独或同时为负值。本文利用声传输线等效电路法分析了一维局域共振声学超常介质的能带结构和有效参数。研究结果表明该复合介质中存在局域共振和Bragg散射两种带隙。在局域共
在声纳研究中，由于海上实验的费用昂贵，往往需要使用模拟系统来模拟各种环境声参数下的声纳湿端信号(见图1)，用于干端设备调试。模拟器不仅可以用于声纳算法方案的设计和优化，同时也可用于分析实测数据估计海洋环境参数。本文使用的模拟器是基于波动理论的简正波计算声场模型，能够较真实地反映海洋中声场的实际情况。
海底斜坡在全球海洋中分布非常广泛。大陆坡是从大陆架外缘较陡处下降到深海底的斜坡，又称陆坡，是典型的海底地貌单元。大陆坡上界水深多在100-200米之间，下界约在1500-3500米处，坡度多为3°-6°。我国台湾周边海域也存在着大量斜坡海底地形。台湾以东的菲律宾海水深变化急遽，自苏澳以南至花莲附近，1000米等深线接近海岸，且1000-3000米间的等深线间隔很密。在使用匹配场进行声源定位时，海深
海洋声场的空间相关是描述声波在海洋中传播的一个重要特性，一直是海洋声学研究的重要内容。声场空间相关下降的机理主要包括以下两个方面:一、由海水声速、海底与海面界面起伏引起的声场空间相关的下降，二、在海洋信道中，声波以不同的模态进行传播，不同模态之间的干涉也可以导致声场空间相关的下降，这些下降的规律与海洋环境、频率、声源与接收器位置密切相关。在浅海情况下，声场的水平纵向相关特性随频率的变化关系到目前仍
混响是一种特殊形式的干扰，它伴随着声纳发射信号而产生，与发射信号有着相似的谱结构。混响是主动声纳检测近程目标时的主要干扰之一，混响背景下信号的检测一直是研究的热点，而混响背景下的微弱信号的检测则是研究的一个难题。以往对于海洋混响信号的分析和处理一直以传统的信号处理理论作为基础，即以平稳性、随机性来刻画混响信号。然而迄今为止，准确和普适的混响概率模型尚未建立，因而针对混响的各种统计信号处理效果不明显
由于爆炸声源具有声源级高、频带宽的特点，成为研究海洋信道中声传递函数的重要声源。但是这种声源信号在爆炸冲击波后都存在多次气泡脉动，而气泡脉动对于利用爆炸信号研究海洋信道中声传递函数有严重影响，研究与发展去除气泡脉动的方法对于分析爆炸信号在海水中的传播特性，具有实用意义。本文借鉴了美国麻省理工学院的Oppenheim教授于1965年提出的同态滤波的概念，采用基于傅里叶变换的卷积型同态滤波系统，可以实
目前，海洋锚系温度链或者锚系CDT链是大时间尺度观测海洋动态模式的极佳方式。近十年来，国际上展开的内波观测、海洋气象和环境动态观测等都广泛采取这种方法。这类实验折射出目前国际上海洋声学领域的一个研究动态，就是物理海洋学与海洋声学紧密结合在一起来做研究，构建动态海洋模型并将其纳入海面和海洋内的海况预报是其研究的主要工作和最终目标。 本文把海洋监测温度链数据拟合为相应声速场，进而计算出对应声场，再和与
浅海环境中，声波和海底有很强的相互作用，因此海底的声学性质对声传播规律影响很大[1]。海底底质结构模型已成为国际上的研究热点。传统的海底模型是流体或者各向同性的弹性固体模型，不能反应海底介质声速、衰减和频率的依赖关系。本文首先介绍了Buckingham模型，后对声波在海水一沉积层界面的反射和折射系数进行了计算。
在动态的海洋环境中，由于观测数据和拷贝场之间的不匹配，匹配场处理器的性能会发生退化。数据向量的自相关时间是这种退化的一种量度。本文通过2001年的ASIAEX实验所获得的数据求取了跨大陆架方向上400Hz窄带信号的匹配场自相关时间。
海洋结构中包含有水团、环流、中尺度涡、地转湍流、内波等时空变化因素，这些因素引起海洋环境参数起伏，从而造成简正波声场起伏。简正波传播时延是简正波声场的重要参数，能有效的反映海洋环境参数的变化。本文通过进一步分析同时刻声场、温度及压力数据验证:声传播路径中的水体声参数起伏是引起传播时延高频起伏的唯一原因。