Развитие экспериментальных и теоретических методов исследований и разработка алгоритмов решения прямых и обратных задач акустики подводных волноводов
(грант РФФИ 99-02-18359, руководитель Н. В. Студеничник)
 
Исполнители: Н. В. Студеничник, Р. А. Вадов, В. Д. Крупин, К. В. Авилов, Ф. И. Кряжев, В. М. Кудряшов.
 

В ходе выполнения проекта исследования велись по двум параллельным направлениям:

  • обобщению экспериментальных материалов по тонкой структуре звуковых полей в различных регионах Мирового океана, в диапазоне частот от единиц герц до десяти килогерц. Исследования охватывали различные аспекты тонкой структуры звуковых полей однородных и неоднородных волноводов и вопросы решения обратных задач акустики океана;
  • разработке эффективных методов расчёта звуковых полей в однородных и неоднородных волноводах с учётом сложных границ.

В результате выполнения проекта произведена обработка большого массива экспериментальных материалов, полученных в различных глубоководных и мелководных районах Мирового океана с использованием взрывных и тональных источников звука на трассах протяжённостью до 2100 км в диапазоне звуковых и инфразвуковых частот (от единиц герц до десяти и более килогерц). Разработаны оригинальные и эффективные методы решения задач по распространению звука в однородных и неоднородных волноводах с учётом сложных границ, включая многослойное дно при наличии продольных и сдвиговых волн с потерями, и поглощающую стохастически-неровную поверхность с ледовым покровом при учёте продольных и сдвиговых волн с потерями.

По результатам исследований опубликовано в "Акустическом журнале" и в книге "Доклады VIII школы-семинара акад. Л. М. Бреховских", "Акустика океана", являющейся одновременно X сессией Российского акустического общества, 8 научных статей и направлено в печать ("Акустический журнал") 7 других законченных работ, из них: 10 статей экспериментального плана и 5 -теоретического направления.

На базе экспериментальных материалов, полученных в Чёрном море с использованием взрывных источников звука , изучены энергетические и пространственно-временные характеристики звукового поля в подводном и приповерхностном звуковых каналах в зависимости от местоположения корреспондирующих точек. Гидрологические условия характеризовались подводным каналом с осью на глубине 60 м и устойчивым приповерхностным каналом, толщиной 27 м, при близких скоростях звука у дна и поверхности. Исследования выполнены на частоте 3 кГц на расстояниях от 130 м до 180 км. С использованием методов временной и угловой дифференциации составных компонент поля и их идентификации, выявлена строго дискретная по временам и углам прихода внутренняя структура поля, обусловленная детерминированными условиями волновода, и изучены особенности её разрушения, вызванные нестабильностью параметров канала. Проанализирован процесс вырождения регулярных (когерентных) составляющих поля в дифракционные компоненты. Исследовано влияние взволнованной поверхности на звуковое поле в приповерхностном канале. Разделены и количественно оценены дифракционные и волновые потери при распространении, обусловленные рассеянием на неоднородностях поверхности и дополнительной утечкой энергии под слой скачка, обусловленной волновыми процессами. Исследованы временные и энергетические характеристики предвестников и обоснован механизм их формирования в ближнем поле и на больших расстояниях. Изученные пространственно-временные и энергетические закономерности звукового поля сопоставлены с расчетами по лучевой теории. Проанализированы энергетические и пространственно-временные характеристики звукового поля в области инфразвуковых и звуковых частот и их зависимость от расстояния и глубины источника. Показано, что на низких частотах верхняя часть профиля скорости звука не влияет на характеристики звукового поля. Подводный звуковой канал вырождается в мощный приповерхностный волновод с некоторой эффективной скоростью у поверхности. В этом диапазоне частот все характерные особенности структуры поля в волноводе обеспечиваются глубинным градиентом скорости. В диапазоне частот ниже 200-300 Гц лучевые представления становятся совершенно непригодны для расчётов энергетических и пространственно-временных характеристик звукового поля в рассматриваемом волноводе. Они могут быть описаны только с использованием волновых представлений. Приведены закономерности спада силы звука с расстоянием в приповерхностном и подводном звуковых каналах. Определен коэффициент потерь при распространении, близкий по значению к коэффициенту поглощения, обусловленному чисто диссипативными потерями при слабом влиянии рассеивающих факторов в толще воды и на взволнованной поверхности. На частоте 3 кГц он составляет 0.10-0.13 дБ/км, против 0.187 дБ/км, определяемого по известной формуле b=0.036f1.5 дБ/км (f - частота, кГц), и ниже значения 0.138 дБ/км, определяемого по формуле (1), приведенной в представляем ниже материале. Сформулирован алгоритм и показана возможность решения обратной задачи. Отмечены основные параметры, положенные в основу разработанного ранее (автором), лучевого метода определения координат источника звука в подводном звуковом канале, базирующегося на внутренней структуре звукового поля.
(Студеничник Н. В. Энергетические и пространственно-временные характеристики звукового поля в подводном звуковом канале Чёрного моря. Акуст. журн., в печати.).
 

С использованием взрывных источников звука исследована тонкая структура звуковых полей в условиях Чёрного моря в диапазоне инфразвуковых (от единиц герц) и низких звуковых частот на трассе протяжённостью до 600 км. Проанализированы энергетические и пространственно-временные характеристики звукового поля в широкой полосе частот и при узкополосной фильтрации. Изучена геометрическая дисперсия, механизм ее формирования и её частотно-фазовая устойчивость при распространении на большие расстояния. Обсуждена роль неоднородностей волновода в разрушении когерентных компонент поля. Исследована зависимость длительности сигналов (времени затягивания) от расстояния и частоты. Выявлены частотные границы применимости волновых и лучевых методов расчёта и возможности их корректного использования при энергетических и пространственно-временных характеристик звуковых полей. Обнаружена частотно-угловая зависимость эффективного коэффициента затухания звука в подводном звуковом канале и обоснован её механизм существования. Проведенные исследования тонкой структуры звуковых полей, и полученные при этом результаты, даже в довольно стабильных условиях Чёрного моря, позволили отчётливо выявить большое многообразие существеннейших факторов, обусловливающих закономерности формирования структуры звуковых полей в естественных условиях (а не в идеализированных моделях волноводов) в широком диапазоне частот, которые до сих пор не принимаются во внимание и не учитываются в теоретических исследованиях и при машинной реализации в расчётах звуковых полей. Они позволяют оценить корректность применения и эффективность использования различных фазовых методов расчёта звуковых полей в волноводах в различных диапазонах частот.
(Студеничник Н. В. Дисперсия и пространственно-временная структура поля в подводном звуковом канале. Акуст. журн., в печати.).
 

На базе комплексных широкомасштабных исследований акустико-океанологических характеристик акватории Курило-Камчатского района северо-западной части Тихого океана, выполненных под руководством автора в 1980 году, изучены закономерности и структура звуковых полей при дальнем и сверхдальнем распространении в условиях берегового клина и открытого океана в диапазоне звуковых и инфразвуковых частот. Исследования океанологических характеристик акватории проведены по сетке радиальных и дуговых разрезов в угловом секторе до 850 на расстояниях до 1500 км, а на акустических трассах - до 2100 км. Расстояние между станциями на разрезах - 20, а по трассам - 5-10 миль, при этом проведена двукратная гидрологическая съёмка региона - в весенний и летне-осенний периоды. Выполнено ряд долговременных (до 15 суток) глубоководных (до 5000-5500 м) буйковых станций. Общее количество выполненных станций в регионе - 466. Произведена полная обработка океанолого-акустических и частично химических характеристик полученных материалов. Результаты исследований изложены в восемнадцати отдельных томах. В экспериментах (в океанологических съемках и в акустических опытах) принимали участие 8 специальных исследовательских судов. В опытах использовались взрывные (в диапазоне частот от единиц герц до нескольких килогерц) и буксируемые со скоростью 5-6 узлов высоко-стабилизированные по частоте тональные (на частотах 100, 230, 380 и 1000 Гц) источники звука. Исследованы частотно-энергетические, пространственно-временные и корреляционные характеристики звуковых полей на трассах, протяжённостью до 2100 км при разнесённом приёме в пространстве (по ширине фронта и глубине) до 15 км. Изучено влияние рельефа дна и пространственного распределения поля скорости звука на частотные характеристики звукового поля при различных положениях источников и приёмников звука. Выявлена роль фронтальных зон в процессе формировании структуры звукового поля в береговом шельфе и в открытом океане (у фронтальной зоны). Исследована зависимость энергетических характеристик звукового поля от частоты и положения по глубине корреспондирующих точек. Оценены коэффициенты потерь. Исследована пространственно-временная устойчивость составных компонент поля (движущихся) тональных высокостабилизированных по частоте источников звука. Показано сохранение фазовых характеристик, и возможность частотного разрешения (разрешающая способность 0,00095 Гц) когерентных составляющих поля на расстояниях вплоть до 2100 км. Определены фазовые скорости разрешённых компонент (четвёрок лучей). Изучено суммарное уширение частотных спектров, обусловленные движением источника и доплеровским смещением составных компонент поля, отличающиеся величиной характеристических углов. Для теоретического объяснения полученных экспериментальных материалов в сложных и неоднородных по трассам волноводах (с учётом рельефа дна) использовались различные математические методы расчётов и соответствующие модели волноводов. Это: метод широкоугольного параболического уравнения, метод коррекции параболического уравнения, метод нормальных волн, асимптотические методы нормальных волн, различные модификации лучевого метода.
(Студеничник Н. В. Комплексные исследования звуковых полей в Курило-Камчатском районе северо-западной части Тихого океана. Акуст. журн. 2000. Т. 46. N 6. С. 850-860.).
 

Исследованы частотные зависимости времён предреверберации в глубоком океане и определены её энергетические и пространственно-временные характеристики, обусловленные расстоянием, величиной характеристических углов и частотой. С использованием полученных данных по временам объёмной и поверхностной предреверберации в различных регионах Мирового океана, исследована ширина индикатрисы рассеяния составных компонент поля в прямом направлении при рассеянии на объёмных неоднородностях и при отражениях от взволнованной поверхности. Показано, что ширина индикатрисы рассеяния от взволнованной поверхности в северных широтах Тихого океана при углах скольжения 10-15 градусов и волнении 5-6 баллов составляет 2.5 градуса, в Чёрном море при рассеянии на объёмных неоднородностях при характеристических углах 5-12 градусов - не превосходит 0,5 градуса, а в зонах конвергенции в тропических и субтропических районах Тихого и Атлантического океанов не выходит за пределы 0.1-0.2 градуса.
(Студеничник Н. В. Исследования частотных зависимостей времён предреверберации в глубоком океане. Акуст. журн., в печати.).
 

На основании многочисленных экспериментальных исследований звуковых полей в различных регионах Мирового океана разработан новый метод исследований коэффициента отражения звука от дна в диапазоне инфразвуковых и низких звуковых частот, при углах скольжения, лежащих в пределах углов полного внутреннего отражения. Метод основан на использовании сигналов взрывных источников звука многократно отражённых от дна и поверхности и позволяет исследовать угловую зависимость коэффициента отражения от дна в диапазоне углов скольжения от единиц до 30-40 градусов в диапазоне частот от единиц до сотен герц. В различных регионах Мирового океана в зависимости от района, исследуемых расстояний, параметров донных осадков и строения дна, в экспериментах в глубоком океане на больших расстояниях наблюдается от 3-5 до 30-60 донно-поверхностных отражений. В мелком море при скалистом строении дна регистрировалось до 1500 донно-поверхностных отражений. Предлагаемый метод даёт возможность получения достоверных (усреднённых по числу отражений) данных при минимально допустимых ошибках. Приводятся примеры энергетической и пространственно-временной структуры звуковых полей в Чёрном море при глубине 2000 м и в Аравийском море Индийского океана при глубине 4000 м в зависимости от частоты (10-400 Гц). Показывается диапазон изменения величин коэффициента отражения в зависимости от параметров грунта и региона исследований. В глубоководных районах они лежат в пределах от 0,1 в районе юго-западнее острова Мадейра в Атлантическом океане, до 0,95-0,98 в центральном районе Чёрного моря и в Аравийском и море Индийского океана. В мелководных районах Южно-Китайского моря при глубине 40 м эффективный коэффициент отражения от поверхности и дна на отдельных частотах достигает значений 0,997. Экспериментально выявлена частотно-угловая зависимость коэффициента отражения от дна, обусловленная проявлением воздействия сдвиговых волн с потерями в донных осадках. Исследуемый диапазон углов скольжения (совершенно не изученный в литературе) является наиболее существенным и определяющим в формировании звуковых полей в подводных волноводах при распространении звука на большие расстояния и прогнозировании работоспособности гидроакустических средств подводного наблюдения, особенно при зональной структуре поля.
(Cтуденичник Н. В. Исследования коэффициента отражения звука от дна в диапазоне углов полного внутреннего отражения. Доклады VIII школы-семинара акад. Л. М. Бреховских, "Акустика океана". 2000. ГЕОС. Москва. С. 161-165.)
 

По экспериментальным материалам, полученным с использованием взрывных источников звука, производится оценка фазового (независящего от частоты) сдвига между сигналами отдельных пар в классических "четверках", обусловленного разной кратностью касания ими каустик. Оцененные значения фазового сдвига между сигналами "четверки" заметно отличаются от кратных 90 град. (ожидаемых в соответствии с теорией). Это возможно при расщеплении сигнала (луча) в точке заворота, расположенной у границы слоев, различающихся градиентом скорости звука(при повышении градиента по мере удаления от оси подводного звукового канала), - появляется дополнительный сигнал, приходящий в точку приема практически одновременно с основным, но отличающийся от него на одно касание каустики. При определенном ограничении спектра расщепленный сигнал воспринимается как единый суммарный сигнал со сдвигом фазы относительно опорного, формируемым по правилам векторного сложения. В опытах, материалы которых анализируются, на каждой из дистанций от источника регистрировалась серия взрывных сигналов, что позволило провести некоторые статистические оценки. Так, среднеквадратичный разброс значений фазового сдвига изменялся от 16 град. на 150 км до 60 град. на расстоянии 510 км от источника при довольно высоком среднем значении коэффициента корреляции согласованных по фазе пар сигналов (0.92 на 150 км и 0.73 на 510 км).
(Вадов Р. А. Наблюдения за набегом фазы при касании акустическим сигналом каустики. Акуст. журн., в печати.)
 

По методике, разработанной в Акустическом институте, проведены измерения сдвига фазы, формируемого при касании сигналом каустической поверхности. В классических "четверках" анализировались пары сигналов, различающихся количеством касаний каустик. В ряде случаев были зарегистрированы заметные отклонения фазового сдвига от ожидаемого (90 град.). При этом кривые зависимости коэффициента корреляции пары таких сигналов от фазового сдвига, искусственно вводимого для одного из них, отличались своей несимметричностью, а в отдельных случаях и своей двугорбостью. Для симметричных кривых зависимости коэффициента корреляции от фазового сдвига К(fi) наблюдалось монотонное, пропорциональное фазовому сдвигу изменение временной координаты максимума функции корреляции (Tm) пары сигналов. Для двугорбых кривых К(fi) при фазовом сдвиге, соответствующем минимуму коэффициента корреляции (расположенному между горбами) наблюдался резкий переход от одной монотонной линейной зависимости Tm(fi) к другой (происходил перескок с одного максимума функции корреляции на другой), что свидетельствует о том, что один из двух сигналов анализируемой пары не является "однолучевым". По величине деформации кривой Tm(fi) можно судить о временном интервале между пришедшими "практически одновременно" элементарными сигналами. Таким образом, при компенсации фазового сдвига сигналы, не разделяющиеся явно во времени, но различающиеся на одно касание каустики, удается надежно разделить.
(Вадов Р. А. Разделение близких по времени распространения сигналов, различающихся на одно касание каустики. Доклады VIII школы-семинара акад. Л. М. Бреховских. "Акустика океана". 2000. ГЕОС. Москва. С. 59-62.)
 

На основании экспериментальных материалов по затуханию низкочастотного звука в Средиземном, Чёрном, Японском, Балтийском морях и северо-западной части Тихого океана (заметно различающихся температурой и соленостью вод) получено эмпирическое соотношение для расчёта поглощения на частотах выше 200 Гц: Формула для вычисления затухания звука
где f - частота, кГц,
К=1.42·10-8·101240/T, дБ/км кГц2,
frMgSO4=1.125·10(9-2038/T), кГц,
AMgSO4=6.25·S·T·10-6, дБ/км кГц,
frB=37.9·S0.8·10-780/T, кГц,
AB=1.65·S·10(4+0.78·pH-3696/T), дБ/км кГц,
S - соленость, ‰, T - температура, °K,
pH - водородный показатель (его эффективное значение).

При этом учтены опубликованные ранее результаты измерений времени релаксации низкочастотного процесса, связанного с присутствием бора в морской воде (выполненные методом температурного скачка), выявленная в 70-х годах зависимость поглощения от водородного показателя, а также результаты экспериментальных исследований поглощения звука на частотах выше 5-10 кГц. Первый член в правой части соотношения (1) характеризует релаксационное поглощение, связанное с бором, второй - релаксационное поглощение, связанное с сернокислым магнием, третий - определяет поглощение звука в пресной воде. Полученное соотношение для расчета низкочастотного поглощения было проверено на экспериментальных данных, полученных в ряде опытов, проведенных зарубежными исследователями. Соотношение (1) не распространяется на акватории глубоководных морей, расположенные вблизи мощных течений, вблизи фронтальных зон, зон активного смешения вод, различающихся температурой, соленостью, а также на мелководные моря, для которых даже в условиях хорошо сформированного подводного звукового канала (как, например, в Балтийском море) не удается избавиться от утечки звуковой энергии в дно.
(Вадов Р. А. Поглощение и затухание звука в морской среде. Акуст. журн. 2000. Т. 46. N 5. С. 624-632.)
 

Анализируются материалы серии опытов по дальнему распространению низкочастотного (< 5 кГц) звука в центральной части Балтийского моря, проведенных в летних условиях - условиях хорошо сформированного подводного звукового канала. Приводятся экспериментальные данные по затуханию звука. Отмечается существенное превышение коэффициентов затухания над прогнозируемыми значениями коэффициента поглощения. Проведенные оценки позволяют рассматривать в качестве наиболее вероятной причины повышенного затухания звука в Балтийском море его рассеяние на внутренних волнах. Кривая частотной зависимости затухания имеет минимум, местоположение которого на оси частот в начале и конце лета существенно различается. Анализ условий распространения позволяет связать его местоположение с критической частотой водных мод. Помимо энергетических характеристик звуковых полей анализируются особенности формирования временной структуры взрывного сигнала в подводном звуковом канале Балтийского моря при распространении вдоль 360-километровой трассы, пересекающей Готландскую впадину, отмечается особая роль грунтовых волн в ее формировании на небольших расстояниях от источника.
(Вадов Р. А. Дальнее распространение звука в центральной части Балтийского моря. Акуст. журн. 2001. Т. 47. N 2.)
 

Неоднократно в Норвежском море в летних условиях (в условиях сформированного подводного звукового канала) ставились опыты по дальнему распространению взрывных и тональных сигналов. По материалам этих опытов проведен анализ пространственной, временной структуры звукового поля, оценены значения коэффициента затухания на частотах 63-630 Гц, определена его частотная зависимость. Особое внимание уделено анализу пространственной изменчивости условий распространения звука вдоль 800-километровой трассы (пересекающей Норвежскую и Лофотенскую котловины), на которой проводился один из экспериментов по дальнему распространению взрывных сигналов.
(Вадов Р. А. Некоторые результаты исследований дальнего распространения звука, проведенных в Норвежском море. Акуст. журн., в печати.)
 

Построен эффективный алгоритм вычисления с наперёд заданной точностью функции Грина гармонических звуковых полей в двумерно-неоднородном океане с изотропноупругим дном. Зависимость плотности среды и продольной и поперечной скоростей звука от глубины и горизонтальной координаты предполагается произвольной. Алгоритм основан на представлении полного поля в виде суммы инвариантных относительно базиса операторных волн обоих направлений и дискретизации поперечной краевой задачи, основанной на идеях метода интегральных тождеств Марчука. Для слоистого океана алгоритм оказывается методом нормальных волн, а для двумерно-неоднородного - методом псевдодифференциальных параболических уравнений. Показано, что приближение однонаправленного распространения для двумерно-неоднородного океана есть первый шаг итерационного процесса Гаусса-Зейделя, а необходимое условие его применимости - плавная зависимость свойств среды от горизонтальной координаты. Проведены расчёты ряда типичных случаев.
(Авилов К. В. Эффективный алгоритм вычисления звуковых полей в океане с упругим дном. Акуст. журн., в печати.).
 

На основе метода нормальных мод и новых результатов по теории рассеяния звука на стохастически-неровной поверхности упругого слоя, исследованы закономерности частотной зависимости аномалии распространения звука в арктическом волноводе в диапазоне частот 100-1000 Гц, обусловленной ледовым покровом. В качестве модели ледового покрова принят однородный поглощающий упругий слой, в котором затухание продольных и сдвиговых волн линейно зависят от частоты в диапазоне частот от нескольких десятков герц до 2 кГц, причём затухание сдвиговых волн в 6 раз больше затухания продольных волн. Модель дна принята в виде совокупности водо-насыщенных поглощающих слоёв, лежащих на упругом поглощающем полупространстве. Получены аналитические выражения для аномалии интенсивности звукового поля на дальних расстояниях от источника и соответствующего коэффициента ослабления когерентной компоненты интенсивности, обусловленного ледовым покровом. Посредством применения метода ВКБ показано, что аномалия распространения для выбранной модели волновода является инвариантной для всех частот, средней толщины ледового покрова, среднеквадратичных амплитуд различных типов неровностей нижней ледовой поверхности и толщины осадочных слоёв дна при условии, что масштабные параметры, равные отношениям всех указанных параметров к длине звуковой волны в воде, одновременно сохраняются постоянными. Эти закономерности подтверждены результатами точных расчётов аномалии по модовой программе. Полученные результаты и отмеченные закономерности в их частотных зависимостях могут найти практическое применение для решения ряда проблем подводной акустики: для оценок оптимальных характеристик гидроакустических систем с целью повышения их эффективности, для решения проблем акустического мониторинга акваторий Арктического бассейна, для повышения быстродействия компьютерных программ решения прямых и обратных задач подлёдного распространения, что достигается заменой вычислений интенсивности на высоких частотах эквивалентными более быстрыми и точными вычислениями на более низких частотах, удовлетворяющих условию постоянства толщины ледового покрова к длине волны.
(Крупин В. Д. Масштабная инвариантность аномалии интенсивности звукового поля тонального источника в арктическом волноводе, обусловленная ледовым покровом. Акуст. журн. 2000. Т 46. N 6. С. 789-797.).
 

Проанализированы результаты расчетов на основе метода нормальных мод аномалии распространения звука тонального источника для частот 0.1-1 кГц в одном из мелко-водных районов Арктического бассейна c глубиной 200 м при изменении толщины поглощающего ледового покрова. Обнаружено , что на низких частотах аномалия убывает с увеличением толщины, а начиная с достаточно высокой частоты является двузначной функцией толщины с единственным минимумом при некотором её минимальном значении, которая на высоких частотах в этой области с увеличением толщины быстро стремится к постоянной величине. Эти закономерности объяснены особенностями зависимостей коэффициентов затухания нормальных мод от толщины и их номерного распределения и подтверждены выражениями, выведенными для аномалии и коэффициента ослабления интенсивности дальнего звукового поля ледовым покровом посредством применения метода Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна. Последние получены в виде явных зависимостей от толщины и физических параметров льда.
(Крупин В. Д. О характерных особенностях зависимости аномалии распространения тонального звукового сигнала в мелководных акваториях Арктического бассейна от толщины ледового покрова. Доклады VIII школы-семинара акад. Л. М. Бреховских. "Акустика океана". 2000. ГЕОС. Москва. С 48-51.)
 

Методом численного моделирования проведены исследования полного и когерентного звуковых полей и параметра когерентности для многомодового акустического сигнала, возбуждённого монохроматическим источником звука и распространяющегося в нерегулярном арктическом волноводе. Приведены выражения, положенные в основу алгоритма расчёта звукового поля, основанного на методе связанных нормальных волн. Учитывается как регулярное, так и стохастическое рассеяние звука на горизонтальных неоднородностях дна, водной среды и ледового покрова. Установлено, что при распространении звука в арктическом волноводе наблюдается аномальное изменение энергетического параметра когерентности как функции дистанции, выражающееся в появлении локальных максимумов параметра когерентности поля. Полученные результаты по особенностям изменения параметра когерентности звукового поля с дистанцией в арктическом волноводе показывают, что их необходимо учитывать при измерениях состояния ледового покрова акустическими методами, а также при выборе места установки излучающих и приёмных акустических антенн и оценке эффективности их работы при мониторинге арктического бассейна.
(Кряжев Ф. И., Кудряшов В. М. Пространственная структура параметра когерентности звукового поля в нерегулярном Арктическом волноводе. Акуст. журн. 2001. Т. 47. N 1 ).
 

Исследована эффективность антенной решётки в арктическом волноводе, звуковое поле в котором формируется точечным источником звука и изотропной помехой, создаваемой ледовым покровом. Решётка работает в особом режиме, когда выходные сигналы соответствуют отдельным модам, формирующим звуковое поле. Сигнал, снимаемый с антенны, подвергается корреляционной обработке с конечным временем осреднения. Показано, что в зависимости от способа обработки выходного сигнала повышение отношения сигнал/помеха может достигать 40-60 дБ при длительности реализации 1 минута, а качество обнаружения полезного сигнала повышается.
(Кудряшов В. М. Антенная решётка в звуковом поле волновода арктического типа. Акуст. журн. 2000. Т. 46. С. 662-670.).