Page 36 - 《应用声学》2020年第4期

522 2020 年 7 月

表 1 模式能量比提取的比较
Table 1 Comparison of modal ratios
模式能量比
频率/Hz 距离/km 方法
m = 1 m = 2 m = 3 m = 4 m = 5
理论值 7.34 1.00
12.87 STFT 9.41 1.00
warping 6.90 1.00
178
理论值 0.52 1.00
4.3 STFT 0.48 1.00
warping 0.53 1.00
理论值 0.18 1.00 1.05 0.49 0.12
12.87 STFT 0.20 1.00 0.94 0.49 0.05
warping 0.19 1.00 1.01 0.49 0.12
500
理论值 0.10 1.00 2.48 3.30 2.90
4.3 STFT 0.04 1.00 7.09 11.14 7.56
warping 0.03 1.00 2.95 3.92 3.23

表 2 海底声衰减系数反演的比较
Table 2 Comparison of the inversion of the seabed attenuation
频率/Hz
距离/km 方法
178 200 250 320 400 500 630 800 1000
STFT 0.31 0.31 0.32 0.32 0.32 0.3 0.32 0.32 0.34
19.84
warping 0.29 0.3 0.3 0.3 0.3 0.31 0.31 0.3 0.3
STFT 0.32 0.32 0.32 0.32 0.3 0.32 0.33 0.17 0.34
12.87
warping 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.31 0.31 0.31 0.29
STFT 0.28 0.29 0.34 0.35 0.34 0.18 — — —
4.3
warping 0.31 0.26 0.3 0.34 0.36 0.28 0.36 0.25 0.25

从表1和表2的结果可以看出，STFT在低频远 间的间隔为1 m。
距离上，具有较好的简正波分离能力，进而模式能量 接收阵被悬挂在一艘船的船尾，另一艘船以大
比的提取结果和海底声衰减系数的反演结果亦和 约 8 kn/s 的速度沿白色轨道 A 行驶 (图 5)。大约每
理论值较为接近。随着距离的逐渐变近和频率的增 3 min 投弹一次，共 60 枚，第一次在距离接收阵约
加，STFT的简正波分离性能开始下降，其模式能量 1 km处，最后一次在距离接收阵约50 km处。
比的提取和海底声衰减系数的反演结果逐渐远离

理论值。warping 变换不管是在近距离还是在较高
的频率上，均保持较好的简正波分离能力，模式能量
比的提取结果和海底声衰减系数的反演结果和理

论值均吻合较好。
3.2 试验数据

本次实验数据采用的是 2018 年中国黄海青岛
B 海区的实验数据。根据以往的海洋地质调查结果
(图 5) 和实验期间岩心取样，实验场地的沉积物类

型砂-粉-黏土型。水层声速剖面为等声速1480 m/s。     
声源和接收器之间的底部几乎是平的。声源是小型 图 5 中国黄海海底沉积物类型图
的 100 g 定深声弹，爆炸的标称深度为 10 m。接收 Fig. 5 The sediment types of the seabed in the
阵是一个由 32个水听器组成的垂直阵列，水听器之 Yellow Sea in China