UNDERWATER ACOUSTIC CHANNEL MODELING PROPOSAL FOR SHALLOW WATER COMMUNICATION LINK OPTIMIZATION

Abstract

ABSTRACT.

Since 80"™s, underwater acoustic digital communication has being one of the principal topic in underwater acoustics research. Besides, underwater waveguide modeling also has been a subject of intensive research taking benefit of the increase in available computational power and data volume provided by the new generation of ocean data measurements instruments. In shallow water specific scenario normal-mode acoustic propagation models are still based on classic Pekeris two layers ocean model. Our paper also starts from Pekeris but uses some different approaches based on waveguide coupling and in generalized adiabatic coupled mode theory. In other words, we used the property that all waveguides could be acoustically excited by transmission resonance of consecutive modes, considering an adiabatic invariant channel. Synthetic results are compared with transmission loss measurements in field experiments trying to validate the model.

Keywords: waveguide, adiabatic, couple modes, resonance.

RESUMO.

Desde da década de 80 a comunicação digital tem sido um dos principais tópicos nos estudos de acústica subaquática. Além disso, a modelagem do guia de ondas submarino também tem sido objeto de pesquisa intensa aproveitando-se do aumento do poder computacional disponível e do volume de dados fornecido pela nova geração de instrumentos de coleta de dados oceânicos. Em um cenário específico para águas rasas, os modelos de propagação acústica de modo normal ainda tem como base o modelo clássico de oceano em duas camadas de Pekeris. Nosso artigo também começa a partir de Pekeris mas usando algumas abordagens diferentes, baseadas no acoplamento dos guias de onda e na teoria de modos adiabáticos acoplados. Em outras palavras, usamos a propriedade em que os guias de ondas podem ser acusticamente excitados por transmissão ressonante de modos consecutivos, considerando um canal adiabático invariante. Os resultados sintéticos são comparados com medidas de perda de transmissão em um experimento de campo buscando a validação do modelo.

Palavras-chave: guia de ondas, adiabático, modos acoplados, ressonância.