Дифракция акустических волн.

Способность акустических волн огибать звуконепроницаемое препятствие называется дифракцией. Это явление объяснимо с позиции принципа Гюйгенса — Френеля. Действительно, пусть плоская звуковая волна встречает на своем пути звуконепроницаемую преграду (рис. 4). Каждая частица среды, находящаяся в звуковом поле, является источником вторичных элементарных сферических волн, которые, интерферируя, образуют результирующую волну, частично проникающую и за преграду. На каком-то расстоянии от преград фронт плоской волны восстановится.

Степень дифракции зависит от соотношения размеров препятствия и длины волны :

- за преградой образуется зона акустической тени, дифракция незначительна;

- зона акустической тени исчезает, дифракция проявляется достаточно сильно;

. - акустическое поле практически не нарушается.

Пользоваться законами геометрической акустики без учета дифракции можно лишь при размерах препятствий, превышающих .

Рисунок 4. Дифракция акустических волн

Реверберация

Послезвучание, или постепенно убывающий по силе звук, возникающий при работе гидроакустических систем в активном режиме в результате отражения и рассеяния звука границами раздела сред и слоев, а также различными неоднородностями водной среды, называется реверберацией.

Обычно различают объемную, донную и поверхностную реверберацию.

Под объемной подразумевается реверберация, вызванная рассеянием звука на неоднородностях, насыщающих толщу воды.

Поверхностная реверберация обусловлена рассеянием звука прежде всего газовыми пузырьками приповерхностного слоя и взволнованной поверхностью моря.

Донная реверберация возникает из-за рассеяния звука неровностями дна.

Реверберация существенно влияет на работу любых средств активной гидролокации, особенно при горизонтальном и наклонном зондировании, когда, как правило, излучаются импульсы большой мощности. Полезный сигнал может быть принят и выделен, если к моменту его прихода уровень реверберации окажется ниже уровня эхо-сигнала (рис. 5).

Рисунок 5. Изменение интенсивности реверберации во времени:

1- излучаемый импульс; 2- реверберация; 3- эхо-сигналы.

Поскольку полезный сигнал изменяется с расстоянием по тому же закону, что и объемная реверберация, снижение уровня объемной реверберации из-за уменьшения акустической мощности не приводит к изменению соотношения сигнал — помеха, а, следовательно, не способствует увеличению дальности действия гидроакустических устройств.

Хотя реверберация часто мешает работе гидроакустической аппаратуры, в ряде случаев она является источником полезной информации при оценке характеристик грунта и неровностей дна.