6.2 体积混响理论.pdfVIP

水声学

UnderwaterAcoustics

体积混响

对混响有贡献的区域

海洋中存在大量散射体，它们距离声源和接收器的远近不

一样，入射声波照射到散射体的时刻有先后。

某时刻的混响是该时刻所有到达接收器的散射波的总和。

结论：只有部分散射体对某时刻的混响有贡献

对混响有贡献的区域

考虑收发合置情况，声源、接收器位于O点，发射脉冲宽

度。根据球面扩展假设，该脉冲在海水中形成一个厚度



为c的扰动球壳。

发射脉冲结束后的t/2时刻，该扰动

球壳的内外半径为：

rct/2

1

rct/2c

2

对混响有贡献的区域

发射信号

t

2

A点回波

t

B点回波

t

C点回波

t2

对混响有贡献的区域

解释：球壳内的散射体在t/2时刻的散射波不能在同一时刻到达

接收器。球壳内层半径r的A点，脉冲后沿激发的散射波在t/2

1

时刻开始传向接收点；而半径为r的B点，脉冲前沿在t/2-τ/2

0

时刻开始向接收点发出散射波，到达A点的

时刻恰好也是t/2，它们可在t时刻同时到达

接收点。

对混响有贡献的区域

提示：位于和之间的散射体都和B点类似，都会对

时刻的混响有贡献。上述推导也适用于海面和海底混响，

只是用圆环替代球壳。

体积混响强度

模型

体积混响强度

发射器的指向性为b(θ,φ)：

单位距离处的轴向声强为I0，则在空间(θ,φ)方向上的声

强为Ib(θ,φ)

0

考虑(θ,φ)方向上距离处体积为的体积散射体，根据

基本假设（1），处的入射声强度为Ib(θ,φ)/r2

0

散射强度的定义：



SV10lgIscat/Iinc

SI/I

令：Vscatinc

体积混响强度

返回声源方向距离单位距离处的散射声强度为

2

Ib(,)/rSdV

0V

由产生的返回声源处的散射声强度为

Ib(,)S