Page 62 - 《应用声学》2020年第5期

704 2020 年 9 月

为海深为 100 m 及 200 m 时，H 函数值随声源深度 可能会导致声源深度类型误判，如图 8(b) 所示，在
的变化情况。 深度 119 m 附近的声源会被判定为水面声源。而将
由图 8 中标记黑点为声源深度 15 m 时的 H 值， 接收阵深度改为 70 m 时，如图 9 所示，此时误判区
在海深为 100 m 及 200 m 的条件下，在不改变接收 间消失。这是由于不同的接收深度对各阶简正模的
器深度时，通过拷贝声场中 H 值曲线确定阈值后， 敏感性不同，具体内容会在2.4节中分析。海深的改
变不会影响方法的性能。
0
2.4 水平阵接收深度
20
在布置水平阵时，要考虑不同接收深度对于各
阶简正模敏感性的问题。图 10 为水平阵分别布置
ܦູງए/m 40 于 25 m、30 m 和 69 m 深时，H 函数值随声源深度
60
的变化情况。根据图 3 中前 5 阶简正模本征函数随
80 深度变化情况，深度25 m 位于简正模第 3 阶节点位
置附近，深度 30 m非任意阶简正模节点，深度69 m
100
0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 低阶简正模幅度较小，高阶简正模幅度较大。
H/s
(a) ๒ງ100 m 0
10
0
20
ܦູງए/m 40 ᫼ງ30 m
50 30 ᫼ງ69 m
᫼ງ25 m
ܦູງए/m 100 50

150 60
70
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
H/s
200
0.10 0.15 0.20
图 10 不同的水平阵深度，H 函数值随声源深度的
H/s
(b) ๒ງ200 m 变化情况
Fig. 10 Variation of Hversus source depths at
图 8 不同海深条件下，H 值随声源深度变化情况
different horizontal line array depth
Fig. 8 Variation of H versus source depths at different
sea depth 由图 9 可知，当水平阵布置于 69 m 时，水下声
源的H 值与阵深25 m及30 m时差异较大。由于海
0
底附近位置的低阶简正模本征函数幅值较小，接收
阵对于低阶简正模敏感性变弱，第 1 阶简正模尤为
50
明显。水下声源第1阶简正模的能量占比大，因此对
ܦູງए/m 100 其H 值改变明显。但在已知接收深度和忽略近海底

附近范围的前提下，依旧可以根据 Q 值，对声源进
150
行深度类型判别。不同的条件使用不同的阈值，对
于水面与水下声源深度类型的判断性能影响无影
200
0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 响。方法在阵任意深度皆可使用，但值得一提的是，
H/s
在布置水平阵的接收深度时，应尽量保证低阶简正
图 9 阵深 70 m、海深 200 m 时，H 值随声源深度变化
模良好的敏感性以获得水面、水下声源区别较大的
情况
Fig. 9 Variation of H versus source depths at horizontal 函数 H 曲线。同理，接收阵对于声场中激发的最高
line array depth of 70 m and sea depth of 200 m 阶简正模也应保证良好的敏感性，保证脉冲宽度判