水中の音の伝搬: 基礎から浅海域へ

摘要

水中の音波伝搬の基本的な形態と伝搬に影響する海洋環境について述べ、特に海洋環境の変化が大きく変化する三睦沖の潮目を通しての音波伝搬及び東シナ海などの浅海域における特徴的な音波伝搬に関して実際的な環境に近い形で現した。潮目を通しての音波伝搬は音波の伝搬の方向が逆になると伝搬形態が全く異なる。したがって、これら海域では音波伝搬を解析し、解析した結果から音源と受波の関係を分析し、目標位置に対する受波の最適位置及び深度を設定することが重要となる。一方、東シナ海などの浅海域において、音波伝搬は海底による音波反射に完全に拘束される。海底反射を利用した音波伝搬経路を用いることによって伝搬距離を伸ばすことはできる。しかし、海底の音波反射は残響となって目標とする受波信号の検出を阻害する。つまり、浅海域において信号検知のためには海底の反射及び残響を抑圧することが必要である。方策として、音波を送波する側は残響の発生を抑圧し、受波した信号の残響抑圧処理を可能とする信号を送波する。ソフトウエアでは残響を予測して信号処理に適応させることが必要となる。一方、ハードウエアでは、送波及び受波器の指向性を向上させ、サイドローブへの有害な信号の漏れ込を防ぐことが必要となる。要すれば、指向性ビームの垂直方向の制御を行うことによって、海底残響を軽減することも考慮しなければならないと考える。