与参考声强 I r 比较，以分贝表示的声强级是多少？ （取声速C=1500m/s，密度为1000kg/m3）

　　波动方程导出的基本过程 定解条件 分离变量法求解波动方程的基本过程 本征值与本征函数 临界频率与截止频率 相速与群速 声传播损失的特征

　　镜像法的概念 镜像法计算邻近海面点源声场的基本原理 邻近海面点源声场传播损失的特点

　　近场菲涅耳（Fresnel）干涉区 远场夫朗和费（Fraunhofer）区 过渡距离

　　硬底均匀浅海声场的简正波求解 液态海底均匀浅海声场的特点 射线理论 波动理论与射线理论对比

　　什么是声纳？声纳可以完成哪些任务？ 请写出主动声纳方程和被动声纳方程？在声纳方程

　　主动声纳方程及其各参数的概念、物理意义 被动声纳方程及其各参数的概念、物理意义 主被动声纳方程的工程应用

　　中各项参数的物理意义是什么？ 声纳方程的两个基本用途是什么？ 环境噪声和海洋混响都是主动声纳的干扰，在实际

　　解：根据水文条件及声 呐使用场合，画出回声 信号级、混响掩蔽级和 噪声掩蔽级随距离变化 曲线，由回声信号曲线 与混响掩蔽级、噪声掩 蔽级曲线的交点所对应 的距离来确定混响是主 要干扰，还是噪声为主 要干扰。如下图，rR rn 所以混响是主要干扰。

　　与参考声强 I r 比较，以分贝表示的声强级是多少？ （取声速C=1500m/s，密度为1000kg/m3）

　　声波在海水中传播时其声强会逐渐减少。（1）说明原 因；（2）解释什么叫物理衰减？什么叫几何衰减？ （3）写出海洋中声传播损失的常用TL表达式，并指明 哪项反映的主要是几何衰减，哪项反映的主要是物理衰 减；（4）试给出三种不同海洋环境下的几何衰减的TL 表达式。

　　答：2）物理衰减是指声波的机械能转变成其它形 式的能量引起的声波衰减。几何衰减是指声波传播 中波阵面扩张引起声强减少。

　　海水中声速的典型结构 声传播衰减 海底反向散射强度 海底声反射损失 海底三参数模型 “镜像法”声场计算

　　答：1）声波传播时强度衰减原因：声波在传播过 程中，波阵面逐渐扩展；海水介质的吸收和海水介 质中不均匀性的散射。

　　声波在海水中传播时其声强会逐渐减少。（1）说明原 因；（2）解释什么叫物理衰减？什么叫几何衰减？ （3）写出海洋中声传播损失的常用TL表达式，并指明 哪项反映的主要是几何衰减，哪项反映的主要是物理衰 减；（4）试给出三种不同海洋环境下的几何衰减的TL 表达式。

　　研究课程内容可知，声纳方程是该课程的主线，课程各章节与声纳参数是一一对应的，为了能真正理解声纳方程，并使用声纳方程进行声纳设备的设计或性能预报，解决工程实际问题，必须对每一个声纳参数所隐含的基本物理概念、物理机理有所理解和认识，课程的重点内容包括以下几个模块：●声纳系统和声纳参数的概念及物理含义。

　　运动方程： p ， u 由连立三个方程 连续性方程： u , 状态方程： p ，

　　在连续介质中，有声波作用时，各处压缩是不同的，因此各点压强不等，取介 质中任意一小体积元素看，各面受力不平衡，可以建立该体积元的运动方程式。

　　声波就是质点运动的传播。质点运动或流体运动制 约于物质守恒定律和牛顿定律，这是声波的基础。

　　声波的物理本质 ：声波是弹性介质(气体、液体和固 体)中传播的一种(或多种)机械扰动(振动)(变化)(如 压力、应力、质点位移、质点速度的扰动)。

　　质点：在弹性介质中，分子以很大速度做随机运动， 在运动中产生随机碰撞，不可能跟踪每个分子的运动。 因此提到质点运动，不是谈个别分子的运动，而是指 若干分子的平均运动。声学中的质点就是这个“集 体”。质点尺寸比分子间距大得多（高几个数量级）， 但是比试验中遇到的物体又小得多（低几个数量级）。 质点理学的质点与数学中的点不同。质点是连续流体 中的一个点，静止，在受力时可以运动

　　战争的演变，由陆到海，由海到陆，现在是以海为主。航母， 巡航弹，精确制导武器等应用改变了战争的模式。海上军事 力量成为军力的主要标志。

　　海上力量的战斗力的基础是生存能力，海上作战的最有效的 武器，经过两次世界大战证明，一是潜艇，二是鱼雷。尤其 是现在的配备了核打击力量的安静型核动力潜艇、安静型潜 艇配备智能鱼雷，成为水面舰艇和地面目标的最主要的威胁。

　　课程简介 水声学的基本内涵 水声学的发展简史 水声学的主要研究内容 水声的主要应用 本课程的主要内容

　　海洋是人类赖以生存的宝库 海洋资源之多少？几乎人类生存所需要的一切资源，食品、能 源、矿物、金属、石油、天然气….. 探测？勘探方法？开采？

　　海洋是人类生存和发展的主要空间 海洋环境的恶化加剧，海洋灾害频繁 海洋环境监测？

　　声源级SL 指向性指数DIT 传播损失TL 目标强度TS 传播损失TL 指向性指数DIR 噪声级NL 等效平面波混响级RL 检测阈DT

　　噪声掩蔽级：NL-DIDT工作在噪声干扰中的声呐设 备正常工作所需的最低信号级。

　　混响掩蔽级：RLDT工作在混响干扰中的声呐设备 正常工作所需的最低信号级。

　　无指向性水听器产生的噪声功率 DIR 10lg 指向性水听器产生的噪声功率

　　• 被动声呐： – 通过接收被探测目标辐射噪声实现目标探测（SL）； – 传播路径：单程（TL）； – 背景干扰：环境噪声（NL）。

　　主动声呐的相关参数包括：•声源级SL•指向性指数DIT•传播损失TL•目标强度TS•传播损失TL•指向性指数DIR•噪声级NL•等效平面波混响级RL •检测阈DT被动声呐的相关参数包括：•声源级SL•传播损失TL•指向性指数DIR•噪声级NL•检测阈DT1. 主动声呐声源级SL（Source Level）描述主动声呐所发射声信号的强弱：I为发射器声轴方向上离声源声中心1米处的声强；I0为参考声强(均方根声压为1微帕平面波对应声强)；声源级反映了发射器辐射声功率的大小。

　　1、声速(soundspeed)：是温、盐和压的函数 2、声速与温、盐、压关系 1)与温度关系：随温度升高而增大，温度升高1摄氏度

　　声速的变化是原来的35%，设C=1450m/s，则声速将增 大5m/s。 2)与盐度关系：随盐度增加而增大，盐度增加1，声速 值增加1.14m/s。 3)与压力关系：静压力增加，声速值增加。海水深度 变化100m，声速增量为1.75m/s。 由上可见，声波在水下传播随温、盐、压的增大而增 大其中温度影响最显著，其次是压力，通常盐度的变 化多忽略，除非极特殊海区

　　波，类似于蝙蝠和海豚，声波遇到海水以外的物体会 反射，被接收器接收后分析，搜索范围与灵敏度远高 于被动声呐，可用于搜索探测远距离的船只、海底底 地形、甚至是处在停车状态下的潜艇，但发出的探索 声波很容易被敌方反侦系统发现而暴露自己，一般是 在围剿敌方潜艇或探索海底地形时使用。

　　物理含义： 1、在相同距离上，指向性发射器声轴上声级高出无指 向性发射器辐射声场声级的分贝数； 2、 DIT越大，声能在声轴方向集中的程度越高；就有 利于增加声呐的作用距离。

　　假设： 1、介质无声吸收； 2、声源为点源； 3、辐射声功率为Pa(W)

　　常识：目标反射本领有差异。 （1）不同目标回波不一样； （2）回波与入射波特性（频率、波阵面形状）和目标特性 （几何形状、材料等）有关。

　　• 主动声呐： – 声源：通过接收目标回波实现目标探测（SL、TS）； – 传播路径：双程（2TL）； – 背景干扰：环境噪声和混响（NL、RL）。

　　常识：声呐设备接收器接收声呐信号和背景噪声，两部分的比 值（信噪比）即接收带宽内的信号功率与工作带宽内（或1Hz 带宽内）的噪声功率之比，它影响设备的工作质量，比值越高， 设备就能正常工作，“判决”就越可信。

　　1、取下列声压作为参考级，1微帕声压的大小 为： （10-5达因/厘米2 =1微帕）

　　声速：振动在介质中传播有时间滞后，即声波在介质中传 播有一定速度，称为声速

　　(完整版)水声重点(更新版)(以下内容来自老师给的 ppt ) 第 1 章 -声纳及声纳方程 声源级 SL 描述主动声纳所发射声信号的强弱：TL 10lg I 1Ir注意： I N 是测量带宽内或 1Hz 频带内的噪声强度。

　　9、主动声纳方程（噪声背景）SL-2TL+TS ）-（ NL-DI ）＝ DT主动声纳方程（混响背景） ：（SL-2TL+TS ）-RL ＝DT 被动声纳方程1、2、 3、SL 10lg I发射指向性指数 理解 : I r 1SL 传播损失 TL DITP a 4I 是发射器声轴方向上离声源中心 1m 处的声强DI TWm210lg P a170.7710 lg I I DINDSL 10lg P a 170.77 DI T定量描述声波传播一定距离后声强度的衰减变化：4、噪声功率 声功率DT10 lg信号功率 噪声功率DI R目标强度定量描述目标反射本领的大小TS5、（SL-TL）-（NL-DI）＝DT10、回声信号级：SL-2TL+TS加到主动声纳接收换能器上的回声信号的声级噪声掩蔽级：NL-DI+DT工作在噪声干扰中的声纳设备正常工作所需的最低信号级混响掩蔽级：RL+DT工作在混响干扰中的声纳设备正常工作所需的最低信号级回声余量：SL-2TL+TS（- NL-DI+DT）主动声纳回声级超过噪声掩蔽级的数量优质因数：SL（- NL-DI+DT）对于被动声纳，该量规定最大允许单程传播损失；对于主动声纳，当TS=0 时，该量规定了最大允许双程传播损失品质因数：SL-（NL-DI）声纳接收换能器测得的声源级与噪声级之差思考题：1．什么是声纳？声纳可以完成哪些任务？答: 利用水下声信息进行探测、识别、定位、导航和通讯的系统;按照工作方式分类：主动声纳和被动声纳2．主被、动声纳的信息流程有何不同？3．发射指向性指数物理含义是什么？答:1. 在相同距离上，指向性发射器声轴上声级高出无指向性发射器辐射声场声级的分贝数； 2. DIT 越大，声能在声轴方向集中的程度越高；就有利于增加声纳的作用距离。

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