Приближение геометрической акустики в исследовании распространения низкочастотных импульсов в придонном океаническом волноводе

Приводятся результаты экспериментальных исследований распространения низкочастотных импульсных сигналов в глубоководном районе Индийского океана в условиях волновода, открытого со стороны дна, когда принимаемый на придонный приёмник сигнал приповерхностного источника представляет собой последовательность отражений от дна и поверхности океана. Для обработки данных использована пространственно-временная диаграмма, представляющая амплитуды принимаемых импульсов как функции дистанции и относительного времени их прихода. Показано, что, используя простую модель стратифицированного волновода с постоянным дном и приближение геометрической акустики для расчёта поля тонового сигнала, можно добиться хорошего совпадения результатов эксперимента с теоретическими. Это позволяет, в частности, определить эффективную глубину волновода для диапазона частот 5–40 Гц и оценить характеристики отражающей границы. Полученные результаты могут быть также использованы для прогнозирования параметров низкочастотного сигнала при его распространении в волноводах подобного типа.

На английском языке

Geometrical-Acoustics Approximation in the Study of the Low-Frequency Pulse Propagation in the Near-Bottom Oceanic Waveguide

Golubev V.N.

Smirnov I.P.

We present the results of experimental studies of propagation of the low-frequency impulse signals in the deepwater region of the Indian Ocean under the conditions of a waveguide, which is open from the bottom side when the signal from a near-surface source received by the near-bottom receiver is a sequence of reflections from the bottom and the ocean surface. The spatiotemporal diagram showing the received-pulse amplitudes as functions of distance and the relative time of their arrival is used for the data processing. It is shown that using a simple model of a stratified waveguide with the constant bottom and the geometric-optics approximation for calculating the tone-signal field one can achieve good agreement between the experimental and theoretical results. In particular, this allows one to determine the effective waveguide depth for the frequency range 5–40 Hz and estimate the reflecting-boundary characteristics. The obtained results can also be used for predicting the low-frequency parameters of the signal propagating in the waveguides of this kind.