Page 231 - 《应用声学》2023年第2期

第 42 卷 第 2 期 晁永胜等： 方位偶极声波远探测技术研究与应用 419

m/s 对于 TD1 声源激励得到的波形提取反射波后，
X 5500
0.5 按照式 (1) 进行运算得到传统的正交偶极四分量波
Y  Y  5000
1.0 形，如图3所示。
4500
30° X Yb
1.5 Xb 针对四分量反射波，传统方法是对 SH 反射波
4000
Ӓ 在 0 ∼ 360 范围进行扫描，分析最大振幅角度即
◦
◦
2.0
x/m 3500 为界面走向角度，所采用的公式为 [2]
2.5
3000
2
3.0 SH = XX cos θ − (XY + Y X) sin θ cos θ
2500
2
3.5 2000 + Y Y sin θ, (4)
4.0 1500 其中，θ 为反射界面的走向角度，表示界面与定义的
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
y/m
正北方向顺时针夹角。图 4 为提取每一角度反射波
幅度最大值并归一化得到的曲线，图中最大振幅对
图 2 三维数值模型 x-y 剖面
Fig. 2 The x-y section of 3D numerical simulation 应于界面走向角度，对比图 2 的模型，可见处理结果
model 与模型一致，但存在180 的不确定性。
◦
4.0 4.0
3.8 3.8
ູᅾ/m 3.6 ູᅾ/m 3.6

3.4 3.4

3.2 3.2
3.0 3.0
0 2 4 6 0 2 4 6
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(a) XX (b) XY
4.0 4.0

3.8 3.8
ູᅾ/m 3.6 ູᅾ/m 3.6

3.4
3.4
3.2 3.2

3.0
3.0
0 2 4 6 0 2 4 6
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(c) YX (d) YY
图 3 正交偶极四分量反射波
Fig. 3 Four component reflections of cross dipoles

采用错位 45 的正交偶极源进行第二次模拟， XbX1 和XbX2的波形。如图5所示，XbX2的波形
◦
如图 2 模型所示，偶极 Xb 和 Y b 为图示方向，由于 到时稍早于 XbX1，即X1 和Y 2 一侧的接收器首先
走向角度和 Xb 源方向更为接近，因此其同向分量 接收到波形，然后反射波传播到 Y 1 和 X2 一侧，因

代表了 SH 反射波，走向角度可换算成 2 个方位角 此反射波的方位应该在 330 ，这与模型一致，验证
◦
度 150 和 330 ，根据前文所述方法，进一步分析 了错位偶极区别方位不确定方法的正确性。需要指
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