孟路稳 赵德鑫* 张明敏

①(军事科学院国防科技创新研究院 北京 100071)②(海军工程大学电子工程学院 武汉 430033)

1 引言

在浅海中，海洋声学环境复杂，海面、海底以及海水对声传播而言，确定性和非确定性影响的3维效应要远大于深海，使得声呐设备的探测性能急剧下降，引起学者对浅海区域声纳性能改进的关注，浅海区域的声场传播问题成为水声领域的研究热点之一[1–8]。

简正波理论通过相长干涉的作用来体现声场能量的变化和空间分布，各阶简正波的相速度和群速度可直接与声场相位和能量的传播相对应，形式简单，物理意义明确直观，并且简正波理论频率适用范围广，尤其是中低频的情况，因此多被用于研究浅海声场传播问题[9–11]。但随着减震降噪技术的提高，舰船辐射噪声水平大幅降低[12]，然而现有的降噪技术对几到几十赫兹内的甚低频辐射噪声仍很难消除，由于甚低频声波的传播会受到浅海波导截止频率的限制，使得甚低频声波信号局限在声源附近(近场)，此时已无有效传播的简正波，简正波理论不再适用。一些学者进而将关注点转移到了沿海底界面传播的海底地震波[13–16]。为获取海底地震波波动成分及其传播特性，文献[13]理论推导了两层半无限液固海洋模型中的地震波场，并给出了波场的远场近似解，同时借助数值模拟结果对理论分析结论进行了物理解释，但为了方便理论推导，忽略了海面的影响。在文献[13]的基础上，文献[14]在理论推导海底地震波的波场时，引入了海面的影响，给出了海底地震波的波动形式，但只给出了近场的数值模拟结果。……