[發明專利]一種三維含氣泡海面聲散射特性分析方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202210372577.X
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114880837A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 柴水榮;荊秀;李英杰;魏儀文;李科;李娟;鄒宇峰;何振祥;朱方胤;郭立新
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

一種三維含氣泡海面聲散射特性分析方法、裝置及存儲介質，所述方法包括步驟：獲取含氣泡海面的入射波矢量；獲取所述含氣泡海面的散射波矢量；將所述入射波矢量分解為入射波水平分量和入射波垂直分量；將所述散射波矢量分解為散射波水平分量和散射波垂直分量；根據所述入射波水平分量、所述入射波垂直分量、所述散射波水平分量和散射波垂直分量計算一階小斜率近似散射振幅；根據所述入射波水平分量、所述入射波垂直分量、所述散射波水平分量和散射波垂直分量計算二階小斜率近似散射振幅。本申請將氣泡對聲波的影響歸納為聲速衰減、相位調制、能量消減三方面，對典型小斜率近似方法進行修正，提出了適用于三維含氣泡海面聲散射特性仿真的方法。

技術領域

本發明屬于聲散射特性分析技術領域，具體涉及一種三維含氣泡海面聲散射特性分析方法、裝置及存儲介質。

背景技術

在現代海戰中，隨著安靜型潛艇的出現，反潛探測技術對潛艇的隱蔽性提出了前所未有的挑戰。聲散射是探測潛艇的主要方法，通過利用目標的散射特性對目標進行有效的跟蹤、探測和打擊。

主動聲納對含氣泡海面進行照射時，聲波需要先經過氣泡層的衰減和吸收才能到達海面，經過海面散射后又經過氣泡的衰減和吸收才能到達接收機。針對海面聲散射，目前國內外相關學者已開展了大量研究，但目前對含氣泡海面聲散射特性研究較少。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種三維含氣泡海面聲散射特性分析方法、裝置及存儲介質。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種三維含氣泡海面聲散射特性分析方法，所述方法包括步驟：

獲取含氣泡海面的入射波矢量；

獲取所述含氣泡海面的散射波矢量；

將所述入射波矢量分解為入射波水平分量和入射波垂直分量；

將所述散射波矢量分解為散射波水平分量和散射波垂直分量；

根據所述入射波水平分量、所述入射波垂直分量、所述散射波水平分量和散射波垂直分量計算一階小斜率近似散射振幅；

根據所述入射波水平分量、所述入射波垂直分量、所述散射波水平分量和散射波垂直分量計算二階小斜率近似散射振幅。

優選地，所述入射波水平分量的表達式為：

其中，表示氣泡中入射波矢在水平面的投影矢量，k_im表示入射波在氣泡中的空間波數，和表示x方向和y方向的單位向量，θ_i和φ_i分別表示入射角和入射方位角。

優選地，所述入射波垂直分量的表達式為：

其中，表示氣泡中散射波矢在水平面的投影，k_sm表示散射波在氣泡中的空間波數，θ_s和φ_s分別表示散射角和散射方位角。

優選地，所述散射波水平分量的表達式為：

其中，q_0m表示氣泡中入射波矢在z軸方向的投影，k_0m表示矢量的大小(也可以寫為：入射波矢量在水平面投影矢量的大小)，ω表示不考慮氣泡時海水中的角頻率，c表示不考慮氣泡時海水中的波速。。

優選地，所述散射波垂直分量的表達式為：

其中，q_m表示氣泡中散射波矢在z軸方向的投影，k_m表示矢量的大小(也可以寫為：散射波矢量在水平面投影矢量的大小)。