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728 2018 年 9 月

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ᡰሏ/km
(a) ᡰሏ1 kmЯᄊ͜୧
(a) ܦູງए10 m
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ງए/m 100 ͜୧૯ܿ/dB 100
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ᡰሏ/m
200
0 5 10 15 20 (b) ᡰሏ10 kmЯᄊ͜୧
ᡰሏ/km
图 7 平整海面和随机起伏海面的传播损失对比
(b) ܦູງए50 m
Fig. 7 Contrast of propagation loss between flat
图 6 随机起伏海面下不同声源深度的声线轨迹
sea surface and random undulating sea surface
Fig. 6 The ray tracing of different depths of sound
4.2.3 冲激响应
under random undulating sea surface
仿真条件：声波频率为 2 kHz，海深 200 m，风
4.2.2 传播损失 速为6 m/s，发射和接收的深度均为10 m，通信距离

仿真条件：声波频率为2 kHz，海深为200 m，风 为1 km和10 km时，基于 PM海浪谱的随机起伏海
速为 12 m/s，发射和接收深度均在 10 m，忽略海底 面环境下的水声信道的冲激响应结果如图 8 所示。
反射对声传播的影响，设海底反射系数为1。此时仿 从图 8中可以看出，当通信距离变远时，幅值明显下
真了最远距离分别为 1 km 和 10 km 时的声信号传 降，并且到达声线的数目明显减少，说明随机起伏海
播损失，如图7所示。 面的反射对到达声线的幅值和数目有着很大影响。
图 7 比较了风速为 12 m/s 时的随机起伏海面 为了研究随机起伏海面的风速对信道冲激响
和平整海面下的传播损失，从图中可以看出，二者 应的影响，在通信距离为 1 km 时，对风速为 9 m/s
的传播损失存在着很大差异，由于不同路径上传播 和 12 m/s 时信道的冲激响应进行了仿真，海深和
的声能量相互干涉，两种海面环境下传播损失的峰 收发换能器深度参数与图 8 中的相同，结果如图 9
值范围发生了较大的变化。这说明风速引起的海 所示。
浪起伏对声传播有着很大影响。在远距离传播时， 从图9中可以看出，随着风速的增加，到达声线
12 m/s 风速情况下海面的传播损失同平整海面相 的幅值有着明显的下降，并且到达路径的数目随风
比，衰减幅度更大、衰减速度更快，这说明声波在远 速的增加而减少。说明风速的增加对多途有着控制
距离传播时，经过多次海面的散射，能量消耗的速度 作用，在传播一定距离后，声线的能量经多次反射消
很快，这对声信号的远距离传播是很不利的。 耗殆尽，不能到达接收端。