Рыбопромысловая гидроакустика. Карлик Я.С - 82 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

свойства объекта в целом (велико σ
s
– объект сильно рассеивает падаю-
щую на него волну, мало σ
s
– рассеяние слабое), но не говорит о том, ка-
ково пространственное распределение рассеянной объектом волны, не да-
ет представления о том, каково будет рассеяние в обратном направлении.
Для более детальной оценки рассеяния звуковых волн объектом вводят
понятия функции рассеяния, акустического поперечного сечения обратно-
го рассеяния, силы цели.
Если на объект падает звуковая волна с интенсивностью I
i
, а рассеян-
ная волна по какому-то направлению имеет интенсивность I
s
, то, исходя
из принципа Гюйгенса, рассеянная интенсивность будет пропорциональна
падающей интенсивности. С учетом сферического расхождения рассеян-
ной волны получим:
2
)()(
r
I
,Sf,,,,I
i
iiПiissss
ψθψθψθϕ
= , (5.2)
где φ
s
( )S
П
( ) – функция рассеяния;
θ
s
, ψ
s
, θ
i
, ψ
i
– направления прихода рассеянной и падающей волн;
f – частота волны;
S
П
(θ
i
, ψ
i
) – поперечное сечение объекта в плоскости, перпендикуляр-
ной направлению на источник;
r – расстояние до точки приема рассеянной волны.
Когда источник и приемник звука разнесены в пространстве, говорят
о "бистатическом" рассеянии. Когда приемник и источник находятся
в одной точке (совмещенная приемоизлучающая антенна гидролокатора),
говорят о "моностатическом" рассеянии. При обратном (моностатиче-
ском) рассеянии θ
s
= 180º, ψ
s
= 0º и, следовательно, функция обратного
рассеяния будет определяться только направлениями θ
i
и ψ
i
падающей
волны. При обратном рассеянии она имеет вид[19]:
2
)()(
r
I
,Sf,,I
i
iiПiimsms
ψθψθϕ
= . (5.3)
Интенсивность рассеянной волны обычно представляют в графиче-
ском виде (в полярной системе координат). Кривую, характеризующую
распределение рассеянной интенсивности в пространстве (рис.5.1), назы-
вают индикатриссой рассеяния [19].
На рис. 5.1а представлена индикатрисса рассеяния для объекта
с волновым размером, много меньшим единицы (индикатрисса рэлеевско-
го рассеяния). Как видно из рисунка, при очень малых волновых размерах
объектов (в том числе и рыб) независимо от их формы рассеяние вперед и
назад одинаково, но оно в два раза больше рассеяния в перпендикулярных
направлениях.
На рис. 5.1б представлена индикатрисса обратного рассеяния для ры-
82
свойства объекта в целом (велико σs – объект сильно рассеивает падаю-
щую на него волну, мало σs – рассеяние слабое), но не говорит о том, ка-
ково пространственное распределение рассеянной объектом волны, не да-
ет представления о том, каково будет рассеяние в обратном направлении.
Для более детальной оценки рассеяния звуковых волн объектом вводят
понятия функции рассеяния, акустического поперечного сечения обратно-
го рассеяния, силы цели.
     Если на объект падает звуковая волна с интенсивностью Ii, а рассеян-
ная волна по какому-то направлению имеет интенсивность Is, то, исходя
из принципа Гюйгенса, рассеянная интенсивность будет пропорциональна
падающей интенсивности. С учетом сферического расхождения рассеян-
ной волны получим:

                                                                       Ii
                   I s = ϕ s (θ s ,ψ s ,θi ,ψ i , f ) S П (θi ,ψ i )      ,   (5.2)
                                                                       r2
где φs( )SП( ) – функция рассеяния;
    θs, ψs, θi, ψi – направления прихода рассеянной и падающей волн;
    f – частота волны;
    SП(θi, ψi) – поперечное сечение объекта в плоскости, перпендикуляр-
ной направлению на источник;
    r – расстояние до точки приема рассеянной волны.
    Когда источник и приемник звука разнесены в пространстве, говорят
о "бистатическом" рассеянии. Когда приемник и источник находятся
в одной точке (совмещенная приемоизлучающая антенна гидролокатора),
говорят о "моностатическом" рассеянии. При обратном (моностатиче-
ском) рассеянии θs = 180º, ψs = 0º и, следовательно, функция обратного
рассеяния будет определяться только направлениями θi и ψi падающей
волны. При обратном рассеянии она имеет вид[19]:

                                                                    Ii
                        I ms = ϕ ms (θi ,ψ i , f ) S П (θi ,ψ i )      .      (5.3)
                                                                    r2
     Интенсивность рассеянной волны обычно представляют в графиче-
ском виде (в полярной системе координат). Кривую, характеризующую
распределение рассеянной интенсивности в пространстве (рис.5.1), назы-
вают индикатриссой рассеяния [19].
     На рис. 5.1а представлена индикатрисса рассеяния для объекта
с волновым размером, много меньшим единицы (индикатрисса рэлеевско-
го рассеяния). Как видно из рисунка, при очень малых волновых размерах
объектов (в том числе и рыб) независимо от их формы рассеяние вперед и
назад одинаково, но оно в два раза больше рассеяния в перпендикулярных
направлениях.
     На рис. 5.1б представлена индикатрисса обратного рассеяния для ры-

                                             82

Страницы