散射经常是近距离声传播起伏的原因随机界面的声散射是表面声道传播起伏的主要原因在不平整界面的散射理论中,通常用瑞利参数描述界面的垂直不平整度。设一平面波以入射角(或掠射角)入射到不平整海面上。声程a-o-b为经海面平均平面反射的路程;声程a-e-c为经垂直位移的海面反射的路程,见上图示。*瑞利参数由右图可得两条声线的程差:相位差:提示:为随机变量,也为随机变量。令相位差的均方根值等于瑞利参数,*瑞利参数结论:瑞利参数代表海面不平整性引起反射信号附加相位差的均方根值;可以用于判断海面不平性程度的依据;随比值增加而增加;随增加而增加。海面散射经海面散射的声场中,包含镜反射方向传播的波和其它方向的散射波。镜反射方向的波是散射波场中的相干分量,在绝对软的界面,其反射系数为-1。由于界面不平整,平均反射系数绝对值总是小于1,且随瑞利参数的增大而减小。*海面散射相干参数与瑞利参数的关系不同均方根波高下声强的相干分量与总声强之比随瑞利参数的变化关系。总声强=相干分量声强+非相干分量声强图中虚线为函数,与实验值吻合较好。图中结果表明:海面不平整性的宽角声散射减弱了镜反射信号。*海面散射严格求解随机不平整界面的声散射理论目前还没有经常采用的两种近似方法:小波高、小斜率界面——微扰法大不平整界面,但变化平缓——Kirchhoff振幅起伏和相位起伏考虑绝对软的不平整海面,经过海面反射后的总声场用表示,由镜反射声场和海面随机散射声场的迭加*振幅起伏和相位起伏注意:上式未考虑直达声,这是采用尖锐指向性发射时的情况。将上式改写为:式中和分别为相应信号的振幅和相位。在界面作微小扰动的情况下有在等式两端同除以,取自然对数得:*振幅起伏和相位起伏振幅起伏:相位起伏:又由于:由上两式可以得到振幅和相位的均方起伏以及振幅、相位起伏的相关函数。*振幅起伏和相位起伏振幅均方起伏:相位均方起伏:振幅、相位起伏相关函数:
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