《水声学》课程教学资源（PPT课件）第5章 声波在目标上的反射和散射（2/2）

第5章声波在目标上的反射和散射第十六讲自标强度的实验测量，常见声纳目标的目标强度、目标回波

第5章 声波在目标上的反 射和散射 第十六讲 目标强度的实验测量、 常见声纳目标的目标 强度、目标回波

本讲主要内容目标强度的实验测量比较法测量目标强度直接法测量目标强度应答器法口实验室测量常见声纳目标的目标强度简单几何形状物体的目标强度

2 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 比较法测量目标强度 ❑ 直接法测量目标强度 ❑ 应答器法 ❑ 实验室测量 ◼ 常见声纳目标的目标强度 ◼ 简单几何形状物体的目标强度 本讲主要内容

本讲主要内容目标回波口回波信号的形成回波信号的一般特征

3 ◼ 目标回波 ❑ 回波信号的形成 ❑ 回波信号的一般特征 本讲主要内容

目标强度的实验测量口测量原理自标强度测量示意图如下图所示：A是指向性声源，向待测目标辐射声波，发射声信号的脉冲宽度根据测量条件合理选择。B是水听器，接收来自目标的回波。测量应满足远场条件：待测目标应位于声源辐射声场的远场区：水听器应位于目标散射声场的远场区。B4目标1

4 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 测量原理 目标强度测量示意图如下图所示： ◼ A是指向性声源，向待测目标辐射声波，发射声 信号的脉冲宽度根据测量条件合理选择。 ◼ B是水听器，接收来自目标的回波。 ◼ 测量应满足远场条件：待测目标应位于声源辐 射声场的远场区；水听器应位于目标散射声场 的远场区。 目标 A B Ii Ir

目标强度的实验测量口测量原理根据目标强度的定义TS =10lgr=计算入射声强度和回声强度口比较法■测量原理利用已知目标强度的参考目标，在相同的测量条件下测量参考目标和待测目标的回声强度，比较它们的回声强度即可

5 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 测量原理 根据目标强度的定义： ◼ 计算入射声强度和回声强度 ❑ 比较法 ◼ 测量原理 利用已知目标强度的参考目标，在相同的 测量条件下测量参考目标和待测目标的回声强 度，比较它们的回声强度即可。 i r 1 r I I TS 10lg = =

目标强度的实验测量口比较法目标强度的计算5参考BA设参考目标的目标强目标Io度值为TSo，待测目标的目标强度值为TS：待测BAI目标ITS =10lg式中，I.为参考目标回声强度：I为待测目标回声强度

6 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 比较法 ◼ 目标强度的计算 设参考目标的目标强 度值为TS0，待测目标的 目标强度值为TS： 式中， 为参考目标回声强度； 为待测目标回声强度。 0 I r I 参考 目标 A B Ii I0 待测 目标 A B Ii Ir 0 0 r TS I I TS =10lg +

目标强度的实验测量口比较法■适用范围适用于短距离下小物体的测量。■优缺点优点：操作和计算简单，是比较实用的方法。缺点：需要一个目标强度已知的参考目标，它的大小和结构要保证其自标强度近似理想几何物体自标强度：对于大目标（例如潜艇）很难保证前后两次测量条件相同

7 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 比较法 ◼ 适用范围 适用于短距离下小物体的测量。 ◼ 优缺点 优点：操作和计算简单，是比较实用的方法。 缺点：需要一个目标强度已知的参考目标，它的 大小和结构要保证其目标强度近似理想几何物体 目标强度；对于大目标（例如潜艇）很难保证前 后两次测量条件相同

目标强度的实验测量口直接法测量原理图A为收发合置换能器（为讨论方便而假定）它是指向性声源，声轴指向待测目标B为被测目标：距离r应满足远场条件BAX

8 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 直接法 ◼ 测量原理图 A为收发合置换能器（为讨论方便而假定）， 它是指向性声源，声轴指向待测目标； B为被测目标；距离r应满足远场条件。 A B

目标强度的实验测量口直接法目标强度的计算水听器处的回声级：EL=SL-2TL+TSEL = 10 lg回声级的定义：LOTS = 10 lg+2TL-SL待测目标强度值：C■说明该方法需测量三个物理量

9 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 直接法 ◼ 目标强度的计算 水听器处的回声级：EL=SL-2TL+TS 回声级的定义： 待测目标强度值： ◼ 说明 该方法需测量三个物理量。 0 r I I EL =10lg 2TL SL I I TS 10 lg 0 r = + −

目标强度的实验测量口直接法■优缺点优点：操作比较简单，不需特殊的仪器设备，是一种基本测量方法。缺点：需要精确地已知或测量传播损失值。口应答器法1952年，Urick和Pieper提出的不需确定传播损失的测量方法。10

10 ◼ 目标强度的实验测量 ❑ 直接法 ◼ 优缺点 优点：操作比较简单，不需特殊的仪器设备，是 一种基本测量方法。 缺点：需要精确地已知或测量传播损失值。 ❑ 应答器法 1952年，Urick和Pieper提出的不需确定传播 损失的测量方法