朴胜春 栗子洋 王笑寒† 张明辉

1) (哈尔滨工程大学, 水声技术重点实验室, 哈尔滨 150001)

2) (哈尔滨工程大学, 海洋信息获取与安全工信部重点实验室, 哈尔滨 150001)

3) (哈尔滨工程大学水声工程学院, 哈尔滨 150001)

1 引 言

深海声道的声速分布会使声线在远离声道轴处发生上下反转或反射, 并在一定区域聚集形成一种空间周期性的高声强区域, 这个区域被称为会聚区[1].会聚区内的声传播损失小, 有利于水声探测和通信, 因此会聚区声场特性的研究一直是深海声学研究的重点.

早 在20 世 纪40 年 代, Woezel 与Ewing[2]和Brekhovskikh[3]各自独立地发现了深海中SOFAR(sound fixing and ranging)声道的存在.20 世纪50 年代, Berman 等[4]也在大西洋海上实验中接收到了765 英里外40 英尺处声源发出的信号.Hale[5]利用射线声学理论预报了实验中观测到的会聚区传播损失.Urick[6]指出在海水深度足够大的完整声道中, 声线可在声道轴以下反转, 不与海底相互作用, 进而在海面附近反转点处形成会聚区; 在海水深度不够大的非完整声道中, 声线在海底的反射会抑制会聚效应.他还发现当声源变深时, 观测到的单一会聚区会分裂为左右两个半区, 且间距逐渐增大.张仁和[7,8]根据简正波方法和广义射线理论的研究指出大量的简正波同向叠加可在海面附近反转点处形成反转点会聚区.龚敏等[9]通过实验验证了南海深海声道中存在反转点会聚区, 并指出当声源位于较浅深度时不能忽略海深的影响.庄益夫等[10]发现声速垂直结构的变化对反转点会聚区……