SHALLOW WATERS INTERFERENCE PATTERN FEATURES AND APPLICATIONS

Abstract

ABSTRACT. Studies in shallow waters pointed out that the acoustic wave interference patterns have potential application in a broad range of problems in underwater acoustics such as: passive sonar, active sonar, array processing, time-reverse mirrors and geoacoustic inversion. For shallow waters underwater sound waveguides, the main features of this research is interference pattern or "striations" obtained by means of Frequency-time or Frequency-distance spectrograms. This work aims to characterize these interference pattern or striations related to "invariant" parameter β. The theory is developed based on real underwater waveguide. The present results confirm that the parameter β is frequency dependent and at high frequencies it tends to the unity. In another words, far from the waveguide cut-off frequency the present real waveguides could be treated by an ideal waveguide. Besides, in this approximation it is possible to make source-receiver passive distance predictions based on the related interference pattern.

Keywords: underwater acoustic, waveguide, interference pattern.

RESUMO. Estudos em águas rasas apontam que os padrões de interferência de ondas acústicas têm aplicação potencial em uma ampla gama de problemas de acústica submarina, tais como: sonar passivo, sonar ativo, processamento de arrays, espelhos de reversão temporal e inversão geoacústica. O foco principal desta pesquisa é o padrão de interferência ou estrias obtidas por meio de espectrogramas e gráficos no plano de Frequências e Distâncias. Este trabalho tem como objetivo caracterizar estes padrões de interferência ou estrias com o parâmetro invariante β. A teoria é desenvolvida com base em um guia de onda real. Os resultados deste estudo confirmam que o parâmetro β é dependente da frequência e, em altas frequências, tende à unidade. Em outras palavras, longe da frequência de corte, o comportamento do guia de onda real é semelhante ao guia de onda ideal. Além disso, nesta aproximação, é possível fazer previsões de distância passiva entre o receptor e a fonte com base no padrão de interferência.

Palavras-chave: acústica submarina, guia de ondas, padrão de interferência.