《水声学》课程配套习题参考答案 (1)

水声学原理

《水声学》部分习题参考答案

绪论

1 略 2 略 3 略 4 略

5 环境噪声和海洋混响都是主动声呐的干扰，在实际工作中如何确定哪种干扰是主要的？

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的曲线，如下图，然后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

声信号级回声信号级混响掩蔽级噪声掩蔽级rRrn距离r

6 工作中的主动声呐会受到哪些干扰？若工作频率为1000Hz，且探测沉底目标，则该声呐将会受到哪些干扰源的干扰。

解：工作中的主动声呐受到的干扰是：海洋环境噪声、海洋混响和自噪声，若工作频率为1000Hz，干扰来自：风成噪声、海底混响、螺旋桨引起的自噪声及水动力噪声。

7 已知混响是某主动声呐的主要干扰，现将该声呐的声源级增加10dB，问声呐作用距离能提高多少？又，在其余条件不变的情况下，将该声呐发射功率增加一倍，问作用距离如何变化。（海水吸收不计，声呐工作于开阔水域）

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解：对于受混响干扰的主动声呐，提高声源级并不能增加作用距离，因为此时信混比并不改变。在声呐发射声功率增加一倍，其余条件不变的情况下，作用距离变为原距离的42倍，即R1?42R。

第一章 声学基础

1 什么条件下发生海底全反射，此时反射系数有什么特点，说明其物理意义。 解：发生全反射的条件是：掠时角小于等于全反射临界角，界面下方介质的声速大于界面上方介质的声速。发生全反射时，反射系数是复数，其模等于1，虚部和实部的比值给出相位跳变角的正切，即全反射时，会产生相位跳变。 2 略 3 略

第二章 海洋声学特性

1 海水中的声速与哪些因素有关？画出三种常见的海水声速分布。

解：海水中的声速与海水温度、密度和静压力（深度）有关，它们之间的关系难以用解析式表达。

C 表面声道 深海声道浅海负梯度CCzzz

2 略 3 略 4 略 5 略

6 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。

解：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

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的吸收和海水介质中不均匀性的散射。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。海洋中传播损失表达式为：TL?nlgR??R，前一项为几何衰减，后一项为物理衰减。

TL?20lgR??R 开阔水域适用

表面声道和深海声道中适用 计及海底吸收时浅海均匀声道适用 偶极子声源远场适用

TL?10lgR??R TL?15lgR??RTL?40lgR??R7 声呐A，B有相等的声源级，但声呐A工作频率fA高于声呐B工作频率fB,问哪台声呐作用距离远，说明原因。

解：声呐B工作距离远，因为它的工作频率较低，海水吸收小，所以作用距离较远。 8 略

9 声波在海洋中传播时，其声强会逐渐衰减，说明原因。列举三种常用传播损失表达式，并说明适用条件。

解：声波传播时强度衰减的原因：声波传播过程中，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。

TL=20lgR+?R 开阔水域适用

TL=10lgR+?R 表面波道和深海声道中适用

TL=15lgR+?R 适用计及海底吸收时的浅海均匀声道 TL=40lgR+?R 适用偶极声源远场

10 略 11 略

第三章 海洋中的声传播理论

1 略

2 说明射线声学的基本方程、适用条件及其局限性，并说明球面波和柱面波传播时声线的传播方向。

解：射线声学是波动声学的高频近似，适用高频条件和介质不均匀性缓慢变化的情况，但它不适用影区，焦散线。柱面声波的声线垂直于柱的侧面，球面声波的

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声线垂直于球面。

3 水平分层介质中的“程函方程”表示如何？若海水中的声速分布如下图，试画出几条典型声线轨迹图。

解：（1）波动方程：?2p?k2p?0

声压解的形式：p?x,y,z??A?x,y,z?e?ik其中，k?k0n?x,y,z? 程函：??x,y,z?

在?2AA??1条件下，可得 程函方程：????x,y,z??2?n2?x,y,z? 强度方程：???A?????2??2A?A????00??x,y,z?

（2）适用条件：介质中声速（或折射率n）在波长范围内相对变化很小；声

波强度在波长范围内变化很小。一般射线声学适合高频远场。 （3）水平分层介质中，程函方程可表述为Snell定律，即在同一条声线不同

位置的水平出射角度??z?与该点的声速c?z?由关系：cos??z?c?z?＝常数。

（4）典型声线轨迹图

4 略 5 略

6 海水中声速值从海面的1500m/s均匀减小到100m深处的1450m/s。求（1）速度梯度；（2）使海表面的水平声线达到100m深处时所需要的水平距离；（3）

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上述声线到达100m深处时的角度。 解：1）声速绝对梯度g?dcdz?1500?1450?100??0.5s?1

2）恒定声速梯度时，声线轨迹是一段圆弧，圆的曲率半径

1cos?dccdzcgcos?15000.5R????3km

如右图示，水平传播距离

x?R?(R?0.1)22?0.768km

3）由Snell定律知，到达100m 深度时的掠射角为

??arccos14501500?14.84?

7 设海水中有负声速梯度，且其绝对值为常数g，声源处的声速为c0。试证水平发出的声线穿过的水层厚度为d时，它在水平方向前进的距离

r??2c0dg?12。

解：如右图示，由声源处水平出射的声线， 声线曲率半径R?x?R?(R?d)22c0g?，所以水平传播距离

2Rd?d2

一般情况下，声速垂直梯度g为远小于1的量 所以曲率半径较水深大得多

x?2Rd?(2c0d/g)1/2

8 设海水中有恒定负声速梯度，其绝对值为常数g，海面声速为c0，声源深度为d。试求恰巧在海面反转的声线的出射角（与水平线之夹角）？

9 某浅海海域水深40m，海面、海底都是平面。声源深度10m，声速梯度为常数，海面声速为1500m/s，海底处为1480m/s。试计算并画出自声源沿水平方向发出的声线的轨迹，到第二次从海底反射为止。

10 驱逐舰要搜索一艘水中的敌潜艇，海水中声速梯度为-0.1/s，海面声速为1500m/s。驱逐舰的声呐换能器的深度为10m，当换能器的俯角为4.5o时，发

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值不再随距离而变大。原因：（1）声呐换能器指向性原因，近距离上，入射声没有照射到目标全部，因而对回波有贡献的表面小，回波弱，随着距离变大，入射照射的面积变大，对回声有贡献的表面也变大，因而TS值也大，距离大到某个值时，整个目标都被入射声照射后，TS值不再随测量距离而变；（2）回声信号在近场与距离的一次方成反比，在远场与距离的二次方成反比，而归算至目标声中心1米处时都按球面规律归算，其后果必然导致远场测量结果大于近场。 4 在高频远场条件下，简单地用能量守恒关系推出半径为a的刚性球目标强度TS值表达式。

解：入射到球面上的声功率：Wi??a2I0

在散射场远场，如果为均匀球面场，则半径为r球面上散射声功率：

Ws?4?rIs?r?

2根据能量守恒，有：Wi?Ws，?a2I0?4?r2Is?r?

根据定义：TS?10lg?Is?r?1m?I0??10lg?a24??20lg?a2?

5 一只工作在50kHz频率的声呐换能器具有140dB声源强度。问从一个距离为1000m，半径为40m的球形物体上返回的回波信号强度是多少？ 解：由声纳方程可知，回声信号强度为EL=SL-2TL+TS

又 TL=20lgr TS=10lga24

4042所以 EL=120-2×20lg1000+10lg=46dB

6 在非消声水池中测量目标回声信号时，应注意些什么？设目标强度TS0的目标在入射声波照射下产生的回声强度为Ir0，若其余条件不变，将目标强度未知的目标替代原目标，测得回波强度为Ir，求该目标的TS值。

IiTS0Ir0收发合置换能器IiTSIr

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解：在非消声水池中测量目标回声信号，应保证：测量在远场、自由场中进行，并应是稳态信号。 TS?TS0?10lgIrIr0

7 一般，在实验室水池中测量水下目标的目标强度的方法有哪些？实验过程中应注意哪些事项？

8 简述实验测量水下物体目标强度（TS值）的“应答器法”，给出有关计算式，测量中应注意哪些问题才能保证测量的准确？若‘直接测量法’布置为：在开阔水域，点声源辐射器，无指向性接收器和被测物体依次排列，间距分别为R1，R2；（R2>>d2/λ；d：被测物体最大线度；λ：声波波长）。接收器接收的点声源辐射声压幅值为Pi，接收的被测物体散射声压幅值为Ps；问：被测物体的目标强度（TS值）如何计算？（声波球面扩展，不计海水声吸收） 解：“直接测量法”测量水下目标强度（其它略）：布置如下图。

（1） 辐射声压幅值：P?P0r

接收器接收的声压幅值：Pi?P0R1

待测目标的入射声压为：P2?P0?R1?R2??PiR1?R1?R2? 接收器接收目标散射声压幅值：Ps?Pr（2） 实验注意事项：

a. 接收水听器和待测目标置于发射换能器的远场区； b. 接收水听器置于待测努表散射声场的远场区； c. .发射声信号的脉冲长度：??2Lc，L为目标长度。

9 写出目标回声信号级表达式；目标回声信号是如何产生的，它有哪些特性，并简述其产生的原因？

解：目标回声信号级EL=SL-2TL+TS

目标回声信号是入射声与目标互相作用后产生的，它由镜反射波，目标上不

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r?1mR1

R2

发射换能器 接收水听器 待测目标

R2

目标强度计算公式：TS?20lg?PrP2??20lg?Ps?R1?R2?R2?R1Pi??

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规则处的散射波，目标的再辐射波等组成，

回声信号的一般特性有：回声信号的脉宽一般比入射信号宽；与入射信号相比，有多卜勒频偏；回声信号波形一般有较大的畸变等。

10 比较弹性目标和刚性目标回波信号的异同，并说明形成差异的原因。 解：回声信号的相同点：脉冲展宽，多卜勒频偏，波形畸变等回声信号的不同点：弹性目标回声信号随频率作剧烈振荡，其原因是在入射波的激励下，目标的某些固有振动模态被激励，这些振动的辐射波是回声信号的组成部分，它们和镜反射波、不规则处的散射波等分量的迭加得到总的回声信号，而这种相干迭加是和频率有关的，因而回声信号随频率而变。

11 在短脉冲入射时，如何判断壳体目标回波脉冲串中由壳面的镜面引起的回波脉冲？

12 已知水面船作匀速直线运动，船底的换能器以夹角?向海底发射声波，频率为f0，收得海底回声信号的频率为fr，求该船的航行速度v。

V水面?f0fr海底

解：考虑多卜勒效应，回声信号频率fr?f0?1???2Vcos??? V?c??fr?f0??C2f0cos?

13 柱形水雷长2m，半径为0.5m，端部为半球形。垂直入射时，水雷及其端部的目标强度表达式是什么？给定声波频率分别为10kHz和100kHz，计算目标强度。

解：已知圆柱物体的目标强度公式为TS=10lg(aL2/2?)

在10kHz时，TS=10lg[(0.5?22)/(2?0.15)]??2dB 在100kHz时，TS=10lg[(0.5?22)/(2?0.015)]?8dB

已知球形目标的目标强度公式为TS=10lg(a2/4)，对于大球，其目标强度不随频率变化，所以两个频率下，TS=10lg(0.52/4)=-12dB

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第六章 海洋中的混响

1 根据混响场特性不同，混响分为哪几类？它们各自产生的混响源是什么？ 2 什么是散射强度？

3 什么是等效平面波混响级，说明混响信号的特性。 解：RL?10lgII0式中I0是参考声强，I是平面波声强。

将声呐换能器放入混响声场中，声轴指向目标，在混响的作用下，换能器输出开路电压V，再将声强为I的平面波沿声轴入射向换能器，如换能器的开路输出电压也等于V，则就用平面波声强度量混响强度，称RL为等效平面波混响级。 混响是主动声呐特有的干扰，它是一个非平衡随机量，随时间衰减，它的瞬时值服从高斯分布，振幅服从瑞利分布。其频率特性基本上与发射信号相同，在空间中不是均匀的。

4 请写出计算体积混响、海面混响和海底混响的等效平面波混响级理论公式？ 5 为什么说海洋体积混响源是海洋生物？海面混响和海底混响是如何形成的？ 解：海洋体积混响主要来自深水散射层。深水散射层具有昼夜迁徒规律，早晚较浅，接近海面，白昼较深；该层具有一定厚度；且有选频特性，据此可以判定，该层是由海洋生物组成的，它们是体积混响的散射源。

海面混响是由波浪海面不平整及海面附近的一层小气泡对声波的散射形成的，海底混响是海底的不平整及表面的粗糙度对声波的散射形成的。 6 海洋混响是如何形成的？它的强弱与哪些因素有关？

解：海洋混响是由海洋中存在的大量不均匀性（如海底、海面的不平整，海面附近的气泡，海底的粗糙度，海洋生物等）对入射声波的散射波在接收点的迭加，混响首先与海水体积或海面、海底的散射强度有关，还与换能器等效联合指向性、发射脉冲宽度和入射声强度有关。

7 请简述海面散射强度随掠射角、工作频率和海面风速的变化规律？ 8 混响的瞬时值和振幅各服从什么分布规律？ 9 请简述混响的空间相关特性？

10 若海水的体积散射强度与空间位置无关为SV，声呐的发射、接收指向性函数分别为R1??,??和R2??,??；发射声源级SL；信号脉冲宽度?。（1）简述计

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算海洋混响的最简单模型；（2）用此模型，推导出不均匀海水的体积混响等效平面波混响级RLV的表达式。

解：（1）计算混响的简单模型：声线直线传播；不计海水声吸收；散射体（面）

单元均匀连续分布；每一散射体（面）单元散射声波的发生和结束与入射到此单元上的入射声波同时发生和结束；不计二次散射。

（2）t时刻收发合置换能器接收的混响来自半径为ct/2和c（t+?）/2的球壳

间散射体的散射，此区域记作V0。

入射到体元dV的入射声波声强为：I0R1??,??/r2

?dV/r2 体元dV产生的散射波声强为：I0R1??,??/r2SV?dV dV产生的散射波声强等效平面波声强为：I0R1??,??R2??,??/r4SV区域V0散射的总等效平面波声强为：I?如果ct/2> c?/2，则积分结果可近似为：

?V0?dVI0R1??,??R2??,??/rSV4

?/r2c?/2R1??,??R2??,??d?d?I?I0SV?

定义：收发合置换能器的等效束宽为：???R1??,??R2??,??d?d?

?/r2?c?/2?I0SV?/r4?r2c?/2 则：I?I0SV等效平面波混响级为：RL=10lg(I/Iref)=SL-2TL+SV+10lg(V)

其中：声源级SL=10lg(I/Iref)；传播损失TL=10lg(r2)；海水体积散射强度SV；等效散射体积V=I??r2c?/2。

11 已知目标强度为TS的目标位于海底，探测声呐与它之间的距离R，海底散射强度为Sb，探测声呐声源级SL，发射脉冲宽度?，换能器等效联合指向性?，海水中声速C，吸收系数?，写出接收信号信混比表达式。

RTS

解：等效平面波混响级RL?SL?40lgr?Sb?10lgc?r?2?2?r

（1）回声信号级EL=SL-2TL+TS=SL-40lgr-2?r+TS （2）回声信号信混比SR?EL?RL?TS?Sb?10lg??c?r??? ?2? 15

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（3）信混比SR=-10lg4+25-10lg(1500×0.004×400×0.2/2) （4）减小发射脉冲宽度、应用高指向性换能器

12 半径a=0.5米的刚性球放置在海底，换能器离该球200米，换能器等效收发联合指向性为0.2弧度，并测得单位面积海底反向散射声强是入射声强的1/1000，已知声源级SL=200dB，信号脉冲宽度??10毫秒，求接收信号信混比。（lg3=0.48,c=1500m/s） 解：信混比SR?TS?Sb?10lg?2??c?r?? ?2???c?r??0.5? S??30dB10lgTS?10lg???12dB???24.8 ?b?2??2?SR??12?30?24.8??6.8dB

13 用主动声呐探测放置在海底，半径为0.5米的刚性球；收发合置换能器距该球200米，收发合置换能器等效束宽为0.1弧度；查表知该处海底的散射强度为-20分贝；若信号脉冲宽度τ=5毫秒，求：接收信号的信混比。（海水中声速C=1500m/s；声波球面扩展，不计海水声吸收）

换能器r=200米海底

解：主动声呐信号级：EL?SL?2TL?TS

TS?20lg?a2???12dB

主动声呐等效平面波海底混响级：RL?SL?2TL?Ss?10lg?c??R/2?

Ss??20dB

2A?c??R/2?75m

信混比：S/L?EL?RL?TS?Ss?10lg?A???12?(?20?10lg(75))??10.8dB 14 同上题，若该声呐发射声源级190分贝；干扰噪声为各向同性，其均匀噪声谱级为70分贝，声呐工作带宽200Hz，接收器等效束宽为0.1弧度，求：接收信号的信噪比。并分别讨论：为提高接收信号的信混比应如何改变声呐系

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统的参数？为提高接收信号的信噪比应如何改变声呐系统的参数？ 解：信号级：EL?SL?2TL?TS

其中：SL?190，TS??12dB，TL?20lgr?46dB 噪声干扰级：NL?DI

其中：NL?NL0?10lg?f?70?10lg200?93dB，DI?10lg?4????20.9dB， 信噪比：S/N?EL??NL?DI??13.9dB 若提高信混比，需减小脉冲宽度和等效束宽。

若提高信噪比，需增加声源级和指向性指数，减小频带宽度。

15 声纳系统的水平波束宽度为10?，发射宽度为100ms的脉冲。若反向散射强度为-40dB，那么在4000m处，混响目标强度TS是多少？在其两倍的距离上TS又是多少？

16 在收发分置声呐中，接收的回波信号的强度与r12、r22成反比，这里r1和r2分别是目标到发射机和接收机的距离。假定目标运动使得r1?r2?k，确定使回波信号强度最大的r1和r2之间的关系，同时假设目标强度是一常数。 17 写出（1）目标回声信号级表达式；（2）海底混响的等效平面波混响级表达式。又已知：海底有一刚性球，半径1m；收-发合置换能器，其指向性等效束宽

Φ?0.2弧度；收-发合置换能器距海底目标斜距400m；信号脉冲宽度??4ms；

海底散射强度Ss＝-25dB；（3）试求：接收信号的信混比。（4）为提高接收信号的信混比应如何改进声呐的设备参数。（声速：1500m/s；声波球面波扩展；不计海水声吸收） 解：（1）EL?SL?2TL?TS

（2）RL?SL?2TL?Ss?10lg?c??R/2?

（3）S/L?EL?RL?TS?Ss?10lg?A???6?(?25)?10lg(240)??4.8dB

TS?20lg?a2???6dB，A?c??R/2?240m。

2（4）若提高S/L，需改进声呐的设备参数：减小脉冲宽度?和等效束宽?。

第七章 水下噪声

1 为何在水下噪声研究中将舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声？写出舰船辐射噪声的噪声源，并说明它们的频率特性及在辐射噪声中起的作用。 解：（1）舰船噪声对声呐作用有两种：一个作为它舰被动声呐探测目标的声源，另一个作为本舰声呐的干扰。这表现在声呐方程中：前者为被动声呐方程的

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声源级（SL），后者表现为干扰噪声（NL）的一部分。并且舰船辐射噪声和舰船自噪声的性质也不同。因而舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声。 （2）舰船辐射噪声源有：机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声三种。 （3）舰船噪声的谱特性：连续谱上迭加线谱。

2 写出（1）海洋环境噪声源及其频率特性；（2）海洋环境噪声的空间指向特性和振幅分布特性。

解：海洋环境噪声源及其频率特性：

潮汐和波浪的海水静压力效应 1或2周／日；远处行船 50－500Hz 地震扰动 低于1Hz； 波浪噪声 500－25000Hz 海洋湍流 1－10Hz； 分子热噪声 >25000Hz 海洋环境噪声具有空间指向性，即远处行船噪声具有水平指向性，波浪噪声则有垂直指向性。

海洋环境噪声的振幅分布是高斯型的，但如水听器置于水面附近，则振幅分布比高斯分布尖。

3 为什么说频率50－500Hz，500－25000Hz的环境噪声分别是航船噪声和风成噪声（海面波浪噪声）

解：实验测量表明，在50－500Hz频段，海洋环境噪声的谱比较平坦，与波浪的大小基本无关，且具有水平指向性，因此可以判定此频段的噪声主要来自远处航船。在500－25000Hz频段，环境噪声具有垂直指向性，且与海面波浪大小密切有关，因而波浪噪声为此频段的主要噪声源。

4 说明舰船机械噪声的产生机理？它频谱具有哪些特点？

5 说明螺旋桨噪声的形成机理及与航速，航深和频率的关系。在低频段，螺旋桨噪声强度与频率的3次方式正比，当速度由V变为2V时，噪声强度增加多少分贝。

解：螺旋桨噪声由空化及唱音构成。螺旋桨旋转时，当速度达到一定值时，在叶尖和叶片表面上形成负压而产生气泡，这些小气泡破裂时发出的嘶嘶声就是螺旋桨空化噪声，它与航速、航深及频率的关系见上左图。螺旋桨噪声只有在航速达到或超过临界航速才产生。见上右图，空化噪声是连续谱。唱音是由于叶片周期性切割海水而产生的，它的频谱是线谱。当速度由V变为2V时，噪声强度增加

10lg2?9dB3。

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噪声强度航速加快，航深变浅空化噪声f临界航速v

6 舰船水动力噪声的产生机理？

7 写出舰船自噪声的噪声源，并说明它们在辐射噪声中起的作用。

8 对于舰船自噪声来说，水动力噪声具有特殊的重要性，在工程上可采取哪些措施降低水动力噪声。

解：降低水动力噪声，工程上常采用：（1）将换能器封闭在导流罩内；（2）将换能器安装在舰艏滞流点处；（3）适当增加换能器表面积；（4）在换能器表面喷注聚合物液体。

9 已知：甲船，其辐射噪声谱密度级如右图；乙船用被动声呐探测甲船，该声呐系统工作通带为：500Hz~2000Hz；全指向性接收器；能量检测工作方式，当信噪比大于6dB时，认为检测到目标；若来自海洋环境噪

声和乙船自噪声的总干扰噪声各向同性并且为均匀谱密度分布，在接收器处其噪声谱密度级为70dB（0dB=?Pa/1Hz）；试求：（1）乙船接收到甲船噪声信号级；（2）乙船接收的干扰噪声级；（3）乙船探测到甲船的最远距离（计算中取：声波球面扩展；不计海水声吸收）；（4）为增大探测到甲船的距离，乙船的被动声呐应如何改进设备参数。

解：（1）信号级：SL－TL，其中SL=10lg(I/Iref)；I=I1+I2

I1?S0?f?df?5?1014??f1Iref，I2?14??f2S0?f??F014F?df?5?10214Iref

?SL?10lg?IIref??10lg??5?10Iref?5?10Iref?Iref??150dB

（2）干扰级：NL－DI

其中：NL?NL0?10lg??f??70?10lg?2000?500??101.8dB

DI?10lg?4??

??0dB

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（3）被动声呐方程：?SL?TL???NL?DI??DT，其中：TL?20lg?R?；

DT?6dB。

有：150?20lg?R??101.8?6；20lg?R??42.2；?R?128.8m。

（4）为提高探测距离，应改进声呐的设备参数：降低检测阈DT；减小接收束宽；选择工作带宽和频段使SL-NL值尽量大；对于此题，声呐工作频段左移，可提高声呐探测距离。

10 在下列物理量选择一个：传播损失、目标强度、水中声速、舰船自噪声谱密度级；对所选物理量，设计测量实验，要求包括下列内容：（1）实验测量方法（原理）；（2）计算公式及实验需要测量的物理量；（3）实验中需要注意的问题；（4）测量误差分析。

第八章 声纳方程的应用

1 开阔水域中扫雷舰拖拽－宽带噪声源、声源谱级160dB，被扫音响水雷对200

－300Hz的噪声敏感，环境噪声谱级90dB，接收机检测阈DT=10dB，海水吸收系数?，求作用距离（给出表达式）。 解：被动声呐方程SL-TL-(NL-DI)=DT

SL=160+10lg(300-200)=180dB NL=90+10lg100=110 DI=0 DT=10 TL=SL-DT-(NL-DI)=60dB, 20lgR+?R=60

2 开阔水域中用主动声呐探测目标。声呐发射声功率100瓦，发射指向性指数

10dB，声呐离目标100米，海洋环境噪声谱级90dB，声呐工作带宽100Hz，接收指向性指数10dB，目标的声压反射系数为0.1，求接收信号的信噪比。（海水吸收可不计）

解：回声信号级EL=SL-2TL+TS 干扰背景NL-DI=90+10lg100-10=100

SL=171+10lg100+10=201 TS=-20 TL=20lgR=20lg100=40 信噪比SN=201-80-20-100=1(dB)

3 工作频率为2kHz的声呐能探测到相距5km处的位于正横位置的潜艇（TS=25dB），那么它能探测水雷（TS=-20dB）的最大距离是多少？检测阈不变。

4 深海中频率为1kHz，声源级为210dB的声呐受到距离1000m处物体的回波信号为100dB，求目标强度。

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