几种粗糙散射理论对海面中频后向声散射的有效性研究

作者：戚乐华,刘保华,阚光明

摘要：不同粗糙散射理论由于均采用了一定的近似方法,只在特定条件下才具有较好的预测准确性。本文采用PM海浪谱模型,利用积分方程法研究了几种常用粗糙散射理论对海面中频1~20 kHz后向声散射的有效性。仿真结果表明,中频频段相干散射一般远低于非相干散射,平均低约20 dB。四阶小粗糙微扰近似和小斜率近似的预测准确性最好,在频率15 kHz风速小于10 m/s的情况下,24°以上中高掠射角范围的小斜率近似和9°~64°掠射角范围的四阶小粗糙微扰近似的预测误差不超过2 dB。二阶小粗糙微扰近似整体预测精度偏低,特别是在小于20°的小掠射角和大于60°的大掠射角范围。掠射角80°以上的近垂直入射时,小粗糙微扰理论的预测结果偏高,相反Kirchhoff近似只在近垂直入射时才具有较好的准确性,中小掠射角的预测结果偏高。海上测量结果也验证了上述结论。

发文机构：中国海洋大学海洋地球科学学院 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质重点实验室

关键词：海面声散射粗糙散射理论中频有效性surface acoustic scatteringroughness scattering theoryintermediate frequencyvalidity

分类号： P733.21[天文地球—物理海洋学]