幾種粗糙散射理論對海面中頻后向聲散射的有效性研究

作者：戚樂華,劉保華,闞光明

摘要：不同粗糙散射理論由于均采用了一定的近似方法,只在特定條件下才具有較好的預測準確性。本文采用PM海浪譜模型,利用積分方程法研究了幾種常用粗糙散射理論對海面中頻1~20 kHz后向聲散射的有效性。仿真結果表明,中頻頻段相干散射一般遠低于非相干散射,平均低約20 dB。四階小粗糙微擾近似和小斜率近似的預測準確性最好,在頻率15 kHz風速小于10 m/s的情況下,24°以上中高掠射角范圍的小斜率近似和9°~64°掠射角范圍的四階小粗糙微擾近似的預測誤差不超過2 dB。二階小粗糙微擾近似整體預測精度偏低,特別是在小于20°的小掠射角和大于60°的大掠射角范圍。掠射角80°以上的近垂直入射時,小粗糙微擾理論的預測結果偏高,相反Kirchhoff近似只在近垂直入射時才具有較好的準確性,中小掠射角的預測結果偏高。海上測量結果也驗證了上述結論。

發文機構：中國海洋大學海洋地球科學學院 青島海洋科學與技術試點國家實驗室 自然資源部第一海洋研究所海洋沉積與環境地質重點實驗室

關鍵詞：海面聲散射粗糙散射理論中頻有效性surface acoustic scatteringroughness scattering theoryintermediate frequencyvalidity

分類號： P733.21[天文地球—物理海洋學]