Page 117 - 应用声学2019年第4期

第 38 卷 第 4 期 韩志斌等： 低频大孔径线列阵声呐在海底反射区的测向性能分析 577

简正波在深海海底反射区的空域分布。 当某个距离上存在多个简正波簇作用且各简正波
(3) 对照高簇简正波在深海海底反射区的空域 簇指向性函数主瓣方向足够分开时，会产生目标方
分布结果和表4、表5中不同阶高簇简正波引起的测 位分裂现象。在深海海底反射区的多簇简正波能量
向误差，得到深海海底反射区不同位置处低频大孔 干涉区，由于 2∼3 个简正波簇的干涉，会产生该现
径线列阵声呐的测向误差。 象，如图9所示。
随着目标角度从位声阵端射方向向正横方向
3 深海声场简正波簇分布结构引起的目标 接近，各简正波簇指向性函数主瓣方向逐渐靠近
方位分裂现象预报
(如图 10 所示)，多主瓣现象逐渐减弱、消失，且产
由式 (10) 可知，低频大孔径线列阵声呐的指向 生干涉的两簇简正波簇数越接近，多主瓣现象减弱
性函数相当于多个简正波指向性函数的相干叠加， 越快。

1.0 1.0 1.0

0.8 0.8 0.8
ૉՔভѦ஝ 0.6 ૉՔভѦ஝ 0.6 ૉՔভѦ஝ 0.6

0.4
0.4
0.4
0.2 0.2 0.2
0 0 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
ᄬಖவͯ/(°) ᄬಖவͯ/(°) ᄬಖவͯ/(°)
(a) ᄬಖˁܦ᫼ቫ࠱வՔ݃ᝈ30° (b) ᄬಖˁܦ᫼ቫ࠱வՔ݃ᝈ60° (c) ᄬಖˁܦ᫼ቫ࠱வՔ݃ᝈ90°
图 9 深海多簇简正波能量干涉区常规阵列信号处理时的目标方位分裂现象
Fig. 9 Azimuthal splitting of conventional array signal processing in normal mode cluster interference
areas of deep sea
35 1ው 30 1ው
˟ၥவՔϠሏࠄᬅவͯᄊᝈए/(O) 25 4ው ˟ၥவՔϠሏࠄᬅவͯᄊᝈए/(O) 20 4ው
30
2ው
2ው
25
3ው
3ው
5ው
6ው
20
7ው
15
15
10
10
0 5 5 0
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100
ᄬಖவͯ/(O) ᄬಖவͯ/(O)
(a) ᫼ງˁᄬಖງए 50 m ู̿ (b) ᫼ງˁᄬಖງए 50 m ̿ງ
图 10 不同目标方位下各简正波簇指向性函数主瓣方向
Fig. 10 Main valve direction of normal mode cluster directivity function under the condition of different
azimuth
对于深海典型 Munk 声道 (假设海深 5000 m， 简正波之间的干涉。假设低频大孔径线列阵声呐对
不存在混合层，声道轴深度 1000 m)，根据表 2 和 方位相近的两个目标的分辨能力为 5 ，不同簇简正
◦
表 3，在海底反射区的多簇简正波能量干涉区，阵 波发生干涉时两簇指向性函数间的主瓣间隔随目
深和目标深度 50 m 以浅时，会产生 2 簇和 4 簇简正 标方位的变化如图 11 所示 (间隔值超过 5 黑线表
◦
波、2 簇和 3 簇简正波之间的干涉；阵深和目标深度 示两簇简正波干涉时会产生目标方位分裂现象)，在
50 m 以深时，会产生 3 簇和7 簇、4簇和7簇、3簇和 多簇简正波能量干涉区产生目标方位分裂现象的
6 簇、4 簇和 6 簇、5 簇和 7 簇、3 簇和 5 簇、5 簇和 6 簇 位置和目标方位范围如表8、表9所示。