基于幂律粗糙度谱的粗糙表面散射分辨率依赖性研究
计算物理
2021-06-11 v1 地球物理
摘要
现代高分辨率声纳系统使用宽带脉冲和长阵列来实现高分辨率。理解高分辨率声纳系统可能对由海底引起的散射场定量测量产生的影响十分重要。本文定义了一种适用于高分辨率测量的量，称为宽带散射截面。针对具有幂律谱和一维粗糙表面及反向散射几何构型，研究了宽带散射截面 和闪烁指数 对分辨率的依赖性。利用积分方程和傅里叶综合，未发现 存在分辨率依赖性。非相干平均的频域散射截面对带宽的依赖性可忽略。 随分辨率增大、掠射角减小和谱强度增大而增大。这一趋势在 100 kHz 和 10 kHz 的中心频率以及 1.5、2 和 2.5 的幂律谱指数下均得到确认。利用一个代表性的斜率效应模型（受复合粗糙度近似启发），检验了声学分辨率尺度上的局部倾斜导致强度涨落的假设。研究发现斜率部分地导致了涨落，但其他效应如多次散射和阴影效应也可能起作用。
引用
@article{arxiv.2106.05909,
title = {Resolution dependence of rough surface scattering using a power law roughness spectrum},
author = {Derek R. Olson and Anthony P. Lyons},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.05909},
year = {2021}
}
备注
22 pages, 10 figures, preprint version of paper published in the Journal of the Acoustical Society of America, at \url{https://doi.org/10.1121/10.0002974}