【文章內(nèi)容簡介】 g200202 fppcpfcpfLI ??參考值應(yīng)該理解為： 1 Pa / 1Hz? 在聲學測量中用到兩種濾波器： 恒定帶寬濾波器：低頻時分析太粗，高頻分析太細，無法兼顧。 恒定百分比或 Q濾波器：用的多，人耳聽覺模型是其的組合。聲學中的恒定 百分比濾波器稱為倍頻程濾波器。 23 設(shè) 是濾波器的下限頻率 Lf 設(shè) 是濾波器的下限頻率 Hfn倍頻程濾波器的數(shù)學定義為： nLHff 2? 或 lo g 0 .3HLf nf?? ?????中心頻率為： 0 LHf f f??帶寬： HLB f f??0212nnBf??n=1 1/1倍頻程（ 1/1oct） n=1/3 1/3倍頻程（ 1/3oct） 0 ?0 ?對于 1/3oct來講，是在間隔為 1倍頻程的兩個頻率之間再插入兩個頻率，使這 4個頻率之間依次相距 1/3倍頻程，即這 4個頻率值按比例為： ，近似為 。 ISO規(guī)定 1~10Hz之間劃分 10個頻段，中心頻率為： 1::::::::::。這樣的取值得好處是，可使每隔 10個 1/3倍頻程頻段的兩端頻率正好相差 10倍，還可以使每隔 3個 1/3倍頻程頻段為一個 1/1倍頻程頻段。 2:2:2:1 3/23/1 2:5 ::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 潯（ 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(shù)包括 主動方式 和 被動方式 。相應(yīng)的聲吶也分為 主動聲吶 和 被動聲吶 。 主動聲吶： 由探測設(shè)備主動的發(fā)射聲波，通過接收、分析目標回波實現(xiàn)對目標的 探測、定位和識別。 特點： 定位和測距精度高，容易暴露自己，非隱蔽探測，今年來又逐漸重要。 被動聲吶： 由探測設(shè)備被動的接收、分析目標發(fā)出的噪聲對目標進行探測、定位和識別。 特點： 定位和測距精度不如主動聲吶高，是隱蔽探測，是目前主要探測方式，被動聲吶包括：水雷引信、魚雷自導、艦艇被動聲吶、拖曳線列陣、海岸預(yù)警系統(tǒng)。 檢測閾 ( DT ) 指向性指數(shù) ( DT ) 噪聲級 ( NL ) 傳播損失 ( TL ) 聲源級 ( SL ) 檢測閾 ( DT ) 指向性指數(shù) ( DI) 聲源 聲源級 ( DT ) 噪聲級 ( NL ) 傳播損失 ( TL ) 傳播損失 ( TL ) 目標強度 ( TS ) 噪聲級 ( NL ) 被動聲吶 主動聲吶 26 聲吶是為了完成特定使命而構(gòu)成的水聲系統(tǒng)。它的性能取決于 目標、傳輸信 道和接收、處理設(shè)備 的特性。聲吶方程是將這三者聯(lián)系在一起的一個關(guān)系式。 它是聲吶系統(tǒng)工作時必須服從的一個關(guān)系式。應(yīng)用這個關(guān)系式可以對聲吶系統(tǒng) 的工作特性作出估計和預(yù)報，是聲吶設(shè)計的基礎(chǔ)。 無論聲吶系統(tǒng)如何復(fù)雜，要完成一定的使命必須保證在其輸入端滿足： 信 號 級 － 干 擾 級 ≥ 檢 測 閾最 小 可 檢 測 信 號 級 － 干 擾 級 ＝ 檢 測 閾或： 這里檢測閾是接收、處理設(shè)備對信號作出判決的一個閾值，用 DT表示。 DT取決于： 使命的性質(zhì)； 完成使命的質(zhì)量，通常用檢測概率和虛驚概率來表示。 接收、處理設(shè)備的能力。 27 聲吶方程中的各種參數(shù) 在聲吶方程中出現(xiàn)的聲吶參數(shù)可分為三類： 由聲吶系統(tǒng)決定的參數(shù)，包括：聲源級 SL：、 自噪聲級 NL、 空間增益 GS（或 DI）、 時間 增益 GT、 檢測閾 DT； 取決與被探測目標的參數(shù)，包括：輻射聲源級 SL、 目標強度 TS； 取決于環(huán)境的參數(shù)，包括：傳播損失 TL、 海洋環(huán)境噪聲級 NL、 等效平面波混 響級 RL 其中兩對參數(shù)用了相同的符號 (SL與 NL)， 因為它們本質(zhì)上是相同的。這些參數(shù)都用分貝（ dB） 表示，通常還與頻率有關(guān)。下面我們分別介紹這些參數(shù)的定義。 28 聲源級 SL 聲源級 SL用來描述主動聲吶所發(fā)射的聲信號強弱，定義為： 0 1SL 1 0 lo grII ??I是發(fā)射換能器聲軸上離聲源中心 1米處的聲強， I0是參考聲強，約為 : 。 1 8 20 . 6 7 1 0 /Wm?? 為了有效地提高主動聲納的作用距離 ， 它的發(fā)射器總是做成具有一定的發(fā)射指向性 ， 使它所發(fā)射的聲能主要集中于空間某一方向 (通常就是目標所在的方向 )， 其余方向上則僅有很少量的發(fā)射聲能 ， 下圖形象地表示了這種發(fā)射指向性特性 。 描述發(fā)射換能器的這種特性的參數(shù)為 DIT。 29 發(fā)射指向性指數(shù) DIT 定義為：設(shè)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(shè)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 。 在指向性發(fā)射器聲軸上測得的聲強度為 ID 。 見上圖 ． 則指向性發(fā)射器的發(fā)射指向性指數(shù) DTI 10 log DTNDIDII? 可見，發(fā)射指向性指數(shù) DIT實際上就是在相同的距離上，指向性發(fā)射器聲軸上 的聲級高出無指向性發(fā)射器輻射聲場聲級的分貝數(shù)。 DIT值愈大，就表示了聲能 在聲軸方向集中的程度愈高，也就是獲得了一定的空間增益，也可以表述為 GS， 就愈有利于增加設(shè)備的作用距離。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)。 30 發(fā)射器的聲源級反應(yīng)了發(fā)射器輻射聲功率的大小 ， 它們之間有著簡單的函 數(shù)關(guān)系 。 設(shè)在無吸收的介質(zhì)中有一個輻射聲功率為 Pa(w)的點聲源 ， 根據(jù)聲學 基礎(chǔ)知識可知 ， 距此聲源聲中心單位距離處的聲強度為： 2arI P / 4 ( / )Wm?＝ 1 ＝注意到： ，可以得到發(fā)射聲源級 SL： 1 8 20 0 . 6 7 1 0 /I W m???1 0 l o g 1 7 0 . 7 7aS L P??對于一個發(fā)射聲功率為 Pa(w) 、 指向性指數(shù)為 DIT的指向性發(fā)射