IDENTIFICATION OF NORMAL WAVES FORMING A SOUND FIELD IN A SHALLOW SEA AT THE INFRASONIC FREQUENCY RANGE. Part II

Анализируются результаты экспериментальных исследований звукового поля, зарегистрированного комбинированными приемниками, образующими вертикально ориентированную двухэлементную антенну. Звуковое поле формировалось дискретными составляющими вально-лопастного звукоряда шумового сигнала НИС «Юрий Молоков» в инфразвуковом диапазоне частот 2–20 Гц, а также буксируемым низкочастотным излучателем полигармонического сигнала в диапазоне частот 30–60 Гц. Глубина моря и рабочий диапазон частот 2–20 Гц исключали возможность возбуждения нормальных волн дискретного спектра в модельном волноводе Пекериса в этом диапазоне частот. По результатам спектрального анализа шумового сигнала получена оценка потенциальной помехоустойчивости комбинированного приемника при использовании полного набора информативных параметров, характеризующих энергетическую структуру звукового поля. По результатам анализа вертикальной структуры звукового поля в инфразвуковом диапазоне частот был сделан вывод о том, что звуковое поле сформировано неоднородными нормальными волнами Шолте, регулярной и обобщенной (гибридной). В дальней зоне источника доминирует регулярная волна Шолте, локализованная на границы раздела вода – морское дно. В ближней зоне источника возрастает роль обобщенной волны Шолте, локализованной на горизонте источника, а звуковое поле формируется парой волн Шолте, регулярной и обобщенной. The results of experimental studies of the sound field recorded by combined receivers forming a vertically oriented two-element antenna are analyzed. The sound field was formed by discrete components of the vane-blade scale of the noise signal of the science ship «Yuri Molokov» in the infrasonic frequency range of 2–20 Hz, as well as by a towed low-frequency emitter of a polyharmonic signal in the frequency range 30–60 Hz. The depth of the sea and the operating frequency range of 2–20 Hz excluded the possibility of exciting normal waves of the discrete spectrum in the model Pekeris waveguide in this frequency range. Based on the results of spectral analysis of the noise signal, an estimate of the potential noise immunity of the combined receiver was obtained using a full set of informative parameters characterizing the energy structure of the sound field. Based on the results of the analysis of the vertical structure of the sound field in the infrasonic frequency range, it was concluded that the sound field is formed by inhomogeneous normal Scholte waves, regular and generalized (hybrid). In the far zone of the source, a regular Scholte wave dominates, localized at the water – seabed interface. In the near-field zone of the source, the role of the generalized Scholte wave localized at the source horizon increases, and the sound field is formed by a pair of Scholte waves, regular and generalized.

IDENTIFICATION OF NORMAL WAVES FORMING A SOUND FIELD IN A SHALLOW SEA AT THE INFRASONIC FREQUENCY RANGE. Part I

Анализируются результаты экспериментальных исследований звукового поля, зарегистрированного комбинированными приемниками, образующими вертикально ориентированную трехэлементную антенну. Звуковое поле формировалось шумами НИС «Юрий Молоков» в инфразвуковом диапазоне частот. Глубина моря и рабочий диапазон частот исключали возможность возбуждения нормальных волн дискретного спектра в модельном волноводе Пекериса. По результатам спектрального анализа шумового сигнала получена оценка потенциальной помехоустойчивости комбинированного приемника при использовании полного набора информативных параметров, характеризующих энергетическую структуру звукового поля. По результатам анализа вертикальной структуры звукового поля был сделан вывод о том, что звуковое поле сформировано неоднородными нормальными волнами, локализованными на горизонте источника, которые относятся к обобщенным (гибридным) волнам. По результатам анализа вертикального волнового числа, которое принимает чисто мнимые значения в поле неоднородных волн, были получены оценки групповой скорости переноса энергии в рабочем диапазоне частот и выполнена идентификация неоднородных нормальных волн, формирующих суммарное звуковое поле. The results of experimental studies of the sound field recorded by combined receivers forming a vertically oriented three-element antenna are analyzed. The sound field was formed by the noise of the science ship «Yuri Molokov» in the infrasonic frequency range. The depth of the sea and the operating frequency range excluded the possibility of excitation of normal waves of the discrete spectrum in the model Pekeris waveguide. Based on the results of the spectral analysis of the noise signal, an estimate of the potential noise immunity of the combined receiver was obtained using a full set of informative parameters characterizing the energy structure of the sound field. Based on the results of the analysis of the vertical structure of the sound field, it was concluded that the sound field is formed by inhomogeneous normal waves localized at the source horizon, which are referred to as generalized (hybrid) waves. Based on the results of the analysis of the vertical wavenumber, which takes on purely imaginary values in the field of inhomogeneous waves, estimates of the group velocity of energy transfer in the operating frequency range were obtained and identification of inhomogeneous normal waves that form the total sound field was performed.