【正文】 。通常要用結構的整個輻射面上大量測點的統(tǒng)計平均來描述。 10 、定義和參考 聲壓、聲強和聲功率 用級和分貝（ dB） 來量度。一般核潛艇裝有 10～ 15部聲吶。 因此，現(xiàn)代艦艇在水下面臨的威脅與水聲技術的水平有直接的關系。雷達搜速快，聲吶搜索慢 ?分辨率差。水聲技術在其中扮演了重要的角色。 3 1 / 21 . 4 2 1 0 ( k H z ) /ff?? 分 貝 公 里20 . 0 1 1 /f 分 貝 公 里6 3 / 27 .7 1 0 f??3 、聲吶與雷達的異同 聲吶與雷達的工作原理相似。聲吶環(huán)境比雷達環(huán)境復雜得多。（如 “ 下午效應 ” 現(xiàn)象的解釋） 二戰(zhàn)期間為了探測德國潛艇，水聲工程有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了大量新的理論和技術 戰(zhàn)后水聲工程隨著計算機和電子計算發(fā)展，水聲工程的應用在軍用、民用領域更為廣泛。 ?機載聲吶和浮標：吊放聲吶；聲吶浮標。 俄羅斯標準＝ 20μ Pa 由于空氣聲和水聲參考值的不同，艙室內聲級為 L分貝的噪聲若 無損耗地傳到水下將變成 L＋ 26分貝的水噪聲。水聽器輸入端的聲壓是 : （ μPa） 聲壓級 : KSVp??KLSLVLKSVppL??????? l o g20Paμ/1l o g201l o g20Paμ1l o g20伏伏如果水聽器靈敏度、聲學測量放大器的放大倍數(shù)都用分貝表示，只要簡單的加減運算就可以求出聲壓級。若是頻率相差不多的兩個聲波疊加會發(fā)生 “ 拍 ” 。 因此也是分貝計算的指導原則 。 設 N 次測量的噪聲級分別是 ， 應根據(jù)聲強的算術平均值計算平均噪聲級 : , 1, ,iL i N?NIIL iLNilo g1010lo g10lo g10 10/10??? ??若各次測量的噪聲級的差值小于 3dB， 則可以直接取噪聲級的算術平均值代 替上式，得到： iNiLNL ???11其誤差不超過 ； 若各次測量的噪聲級的差值小于 5dB， 誤差不超過。 ? ?fI將譜密度函數(shù)在整個頻帶內積分就等于總強度： ? ?dffII ???0在頻率 f附近帶寬內的聲強是： ? ? ffII ???用分貝表示： fLL ff ???? lo g10稱為頻帶級，頻帶級等于譜密度級加 。 2:2:2:1 3/23/1 2:5 8 ::124 水聲（海軍）的一些習慣用量 距離單位：英尺（ feet）， 1英尺＝ 12英寸＝ 千碼（ Kiloyard） ,1千碼＝ 3000英尺＝ 海里（ Nautical mile） ,1海里＝ 1853米 鏈 ,1鏈 =1/10海里 深度單位：英尺 ?。?fathom） ,1?。?2碼＝ 6英尺＝ 速度單位： 節(jié)（ kont）， 1節(jié)＝ 1海里 /小時＝ /秒 25 聲吶方程 水聲探測技術包括 主動方式 和 被動方式 。聲吶方程是將這三者聯(lián)系在一起的一個關系式。下面我們分別介紹這些參數(shù)的定義。所以，近代主動聲吶的發(fā)射器，都在造價、工 程實施等允許的條件下，盡可能地提高發(fā)射指向性指數(shù)。 水 聲技術中 ， 通常用目標強度 TS定量描述目標反射本領的大小 ， 它定義為 11 0 l o g ri rITSI ?? 式中， Ii入是目標處入射聲波的強度； Ir=1 是在入射聲波相反的方向上、離目 標聲中心 1m處的回波強度。關 于海水混響的研究指出，混響不同于環(huán)境噪聲．它不是平穩(wěn)的，也不是各向同性 的。在水聲技術中，習慣上將設備剛好能正常工作所需的處理器輸入端 的信噪比值 (用分貝表示 )稱作檢測閡，它定義為： 1 0 l o gDT ??? ????剛 好 完 成 某 種 職 能 時 的 信 號 功 率水 聽 器 輸 出 端 上 的 噪 聲 功 率 由檢測閾定義可知，對于完成同樣職能的聲吶來說，檢測閾值較低的設備，其處 理能力較強，其性能也較好。 以上給出的主動聲吶方程與傳統(tǒng)的聲吶方程形式形式上有差別，主要是在 聲吶發(fā)展中基陣處理以及時間處理得到發(fā)展，我們考慮了基陣的空間增益 GS 和時間增益 GT。 SLTLNL＋ GS＋ GT＝ DT 可以得到： TL=(DTSLGS(DI)+NLGT) 這里： SL=60dB,DT=8dB,GS(DI)=0,NL=34dB,GT=0可以得到： TL=(8600340)=86dB 結果表明單程傳播損失小于 86dB才可能可靠測聽。 聲吶方程是用聲強度來描述的，含有能量平均的意思。所以聲吶參數(shù)一般定義在 1Hz帶寬內，當接收系統(tǒng)具有一定帶 寬時要進行帶寬修正，即加 。作為一種常用的近似，可以在時間區(qū)間 T內對聲波的能流密度求平均而得到聲強，即將上式改寫成： EIT? 0E pud t?? ?46 值得注意的是，對于長脈沖聲納，區(qū)間 T即為發(fā)射脈沖寬度，而且回波脈沖寬度也大體等于此值；但對于短的瞬變脈沖聲納信號，區(qū)間 T一般是不確定的，回聲寬度與發(fā)射寬度相差甚大。 傳播損失一般可以通過 理論估計 或 實際測量得到 。 干擾級是聲吶平臺自噪聲和海洋環(huán)境噪聲級 NL。 ()n?? 是噪聲的自相關函數(shù) 主動聲吶最佳檢測（匹配濾波）系統(tǒng)： 2GT TW?T 信號脈寬 ? ?1 / 2GT T f??或 f? 是輸入信號帶寬 W 信號帶寬 對于方波調制的單頻信號 2WT＝ 1 于是 GT=0dB 38 主動聲吶方程 檢測閾 ( DT ) 指向性指數(shù) ( DI) 聲源 聲源級 ( SL) 噪聲級 ( NL ) 傳播損失 ( TL ) 傳播損失 ( TL ) 目標強度 ( TS ) 噪聲級 ( NL ) 對于主動聲吶，回聲信號級是自身發(fā)射的信號傳播到目標并經(jīng)過目標反射回到聲吶接收端的值，表示為 SL2TLTS。 具體的計算方法和公式我們將在以后的課程中詳細討論。 這種環(huán)境噪聲 ， 對聲納設備的工作無疑是一種干擾 。上式 定義的傳播損失 TL值總為正值。 29 發(fā)射指向性指數(shù) DIT 定義為：設有兩個發(fā)射相同聲功率的發(fā)射器，一個具有發(fā)射指向性，另一個無發(fā) 射指向性，又設在它們各自的輻射聲場的遠場測量聲強，測量距離相同，測得無 指向性發(fā)射器輻射聲強度為 IND 。 DT取決于： 使命的性質； 完成使命的質量，通常用檢測概率和虛驚概率來表示。 被動聲吶： 由探測設備被動的接收、分析目標發(fā)出的噪聲對目標進行探測、定位和