Atividade recente no site - luizfelipeunifei

Equação de Estado

Mudança de ρ → Mudança em P

ou 0 ρ ρ ρ ∂ ∂ = P p _e Onde 0 2 ρ ρ ∂ ∂ = P c

Obs: p = Bs

Movimento → Mudança na ρ

Equação da Continuidade _ou

Equação do Movimento

Mudança de P → Movimento

Definições Expressões

Deslocamento instantâneo da partícula

Velocidade instantânea da partícula

Aceleração instantânea da partícula

Magnitude da amplitude Expressões Velocidade da partícula

Aceleração da partícula

Hidroacústica

• Oceanos mais de 70% da superfície do planeta

• Recentemente conhecimento mais

sobre a lua.

• Limitações da luz para penetrar o meio aquático – mar

• 1912 acidente do Titanic

• Desenvolvimento de instrumentos de ecolocalização.

• Duas guerras mundiais detecção de

submarinos

• Atividades múltiplas detecção de

terremotos, explosões vulcânicas.

• Biologia acústica comportamento de

mamíferos marinhos proteção da

fauna.

• Primórdios nenhuma aplicação prática

• 1490 – Leonardo da Vinci

• 1687 – Primeira teoria matemática – Sir Isaac Newton.

• 1826 – primeira medição da velocidade do som na água.

• Daniel Colladon e Charles Sturm – Lago Geneva

• 1877 – 1878 Rayleigh: A teoria do som. • Desenvolvimento de equações

matemáticas.

• Descrição de como partículas na

atmosfera promovem o espalhamento de determinados comprimentos de onda da

luz visível comportamento das ondas

Navegação pelo som

• Uso de técnicas rudimentares de ecolocalização.

• Método usado por fenícios na ocasião de neblina.

• 1902 sinos submersos

• 1912 desenvolvimento de sistemas

• Submarine Signal Company

• Dispostivo oscilador elétrico emissão

de sons de baixa frequência detecção

de iceberg a duas milhas de distância.

• I Guerra sistemas mais sofisticados –

echo sounders.

• Localização de minas no oceano teoria

• 1919 – Lichte comportamento sonoro como o da luz.

• Correntes marítimas e estações influência na propagação sonora.

• EUA: navios equipados com detectores sônicos de profundidade (antes da II

Guerra).

• Ocorrência de falha inexplicável no

período da tarde “efeito vespertino”

• Zona de sombra livre de som: Sound-free shadow zone

• 1937 Batitermógrafo (BT) – MIT

• Dispositivo em forma de torpedo, dotado de sensor de temperatura e elemento

• Pressão em decibárias ≈ profundidade em

metros.

• BT começo da tarde aquecimento de

5 a 9 m da superfície da água; de 1 a 2ºC. • Queda de temperatura rápida com a

profundidade – camadas inferiores.

• Refração criação de zona de sombra.

Propagação do som nos oceanos

• Partículas no oceano reflexão,

espalhamento e absorção de certas freqüências.

• Absorção da água do mar 30 X a da

água destilada.

• Ondas de baixa freqüência tendem a

• Efeitos da temperatura, salinidade e pressão.

• Oceano dividido em camadas horizontais.

• Regiões superiores temperatura

• Regiões mais profundas pressão.

• Latitudes médias camada superior

• Temperatura tende a ser uniforme

• Água bem misturada pela ação dos ventos e correntes de convecção sinal sonoro a

velocidade constante.

• Camada de Transição Termoclina – queda de temperatura com a profundidade.

• 600 m a 1 km mudanças discretas de

Sound pipeline

– canal sonoro

profundo –

deep sound channel

• Teste com baixas freqüências facilidade de propagação.

• Explosão submarina de uma carga de TNT nas Bahamas.

• Detecção do som a 3.200 km!!! • Descoberta do canal SOFAR

• Leis da refração som aprisionado em

• Velocidade do som queda com declínio da temperatura próximo ao termoclina.

• Abaixo do termocline t cte – aumento de pressão elevação de c

• Ondas sonoras se refratam para a região de mínima velocidade

• Mudanças de pressão e de temperatura

ondas sonoras oscilam em região chamada

• SOFAR ocorre em profundidades de acordo com a temperatura do oceano.

• Uso militar para detecção de submarinos.

• Marinha dos EUA (1950) Sound

Ouvindo o oceano

• Fim da guerra fria uso do SOSUS por

civis.

• Conhecimento sobre geologia e biologia.

• 1990 – Fox VENTS Estudo de

sistemas hidrotérmicos localização de

Sondando o interior do oceano

com som

• SOSUS medidas da temperatura do

oceano.

• Modelos numéricos de correntes.

• MIT (1978) Tomografia acústica

oceânica uso de baixa freqüência.

• Propagação horizontal de ondas sonoras temperatura.

• SOFAR medição de várias áreas do globo.

• 1983 (PSU – Michigan) pulsos sonoros

a 4.000 km da fonte!!!!

• Decréscimo de 2/10 de segundo em c elevação média de 1/10 ºC.

• ATOC Acoustic Themometry of Ocean Climate – cientistas de 13 países.

• TAC Transarctic Acoustic Propagation

aquecimento médio de 0,4 ºC. • Observações do clima no Ártico

• Nystuen – Universidade de Washington -Uso de som para medição de chuva sobre o oceano.

Perfis de velocidade para a longitude 150ºW de acordo com latitudes

• Conversão de dB entre ar para água • No ar nível de pressão Sonora

referenciado a 20 µPa • Água 1 µPa.

• 20 log (p_água/p_ar) = 20 log (20 µPa/1 µPa) = + 26 dB

• A impedância característica da água 3600 vezes a do ar

• Fator de conversão para intensidade Sonora 36 dB:

Velocidade do som em fluidos

• Expressão termodinâmica para a velocidade do som:

• Fluido dependente das propriedades

termodinâmicas pressão, temperatura e densidade.

adiabática

P

c

∂

∂

=

Velocidade do som em fluidos

• Propagação por um gás perfeito

• Lei do gás adiabática relacionando

pressão e densidade

Velocidade do som em fluidos

• Expressão alternativa em um gás perfeito:

• Em termos de velocidade c₀ a 0ºC

k

rT

c

=

γ

273

0 k

T

c

Velocidade do som em fluidos

• Velocidade do som em líquidos:

• P_G = pressão em bárias e t = T/100, T em ºC

• Acurácia dentro de 0,05% para 0 ≤ T ≤ 100ºC e 0 ≤ PG ≤

200 bar (1 bar = 105 Pa)

0

ρ

γ

B

c

=

(_{P t t t}2 _t3 _{t t}2 PG

Velocidade do som em fluidos

• Fenômeno de absorção em líquidos: • Duas categorias gerais:

– Perdas no meio grande volume de fluido – Perdas nos limites do meio materiais

Velocidade do som em fluidos

• Perdas no meio:

• Viscosas movimento relativo do meio

• Condução de calor temperaturas de condensação mais altas e mais baixas de rarefação.

• Trocas moleculares de energia conversão da energia cinética das moléculas em:

– Energia potencial estocada

– Energias vibracionais e rotacionais internas

– Energias de associação e dissociação entre diferentes espécies iônicas e complexas em soluções ionizadas (complexos de

Velocidade do som em fluidos

• Velocidade do som na água salgada

• Salinidade fator adicional

• Equação empírica formulada por Lovett

• Onde:

• Para uma latitude de 45º

(L S t) t t t ( t t )(S ) ( )L

c , , =1449,05+ 45,7 −5,2 2 + 0,23 3 + 1,33− 0,126 + 0,009 2 −35 + ∆

( )

18

,

0

3

,

16

L

L

L

≈

+

Velocidade do som em fluidos

• Para outras latitudes

• φ = latitude em graus.

• Combinação das duas equações anteriores, com correção de latitude desvio-padrão de 0,06 m/s da equação de Lovett, aplicada a uma profundidade de 4 km em oceanos.

• Exceções: Mar Negro, Mar Vermelho, Golfo Pérsico.

(

)

Velocidade do som em fluidos

• Válida para águas oceânicas a uma profundidade de 4 km, com desvio padrão de 0,02 m/s

• Velocidade do som em água superficial

salgada, a 0ºC (35 ppt) 1449 m/s;

• Água doce 1403 m/s

• Impedância característica nominal ρ₀c

= 1,54 X 106 Pa.s/m

( )L =(16,23+0,253t)L+(0,213−0,1t)L2 +[0,016+0,0002(S −35)](S −35)tL

Perda de transmissão sonora:

• P(r) e P(1) amplitudes de pressão

sonora medidos na distância horizontal e a 1 m da fonte sonora.

) ( )

1 ( log

20

r P P

Perda de transmissão sonora:

• Se a amplitude da pressão de uma onda esférica amortecida é:

• Onde α = coeficiente de absorção em

nepers/m

• n nepers = 20n/(ln 10) decibels ≈ 8,7 dB.

( 1)

)

( = e− r− r

A r

Perda de transmissão sonora:

• Onde

• coeficiente de absorção em dB/m

• Desde que a<<<< 1 dB/m TL para

difusão esférica com absorção é:

(

)

log 20 ) 1 ( log 20 ) ( log

20 P r = P − r − a r −

α

ar

r

Perda de transmissão sonora:

• Som preso entre duas superfícies perfeitamente reflexivas

• Expansão cilíndrica com absorção.

ar

r

Perda de transmissão sonora:

Perda de transmissão sonora:

• Perda de transmissão dividida em duas partes:

– TL(geom) = perda por considerações geométricas da fonte

– TL(perdas) = perda devido à absorção, espalhamento (scattering)

(

)

(

)

TL

Perda de transmissão sonora:

• 1 atm, água do mar a 5º C a = 0,0006

dB/m a 1 kHz

• 0,008 dB/m a 10 kHz • 0,013 dB/m a 50 kHz

( )

r

TL

=

20

log

( )

ar

Perda de transmissão sonora:

• Água do mar a 5ºC e uma atmosfera (profundidade zero):

• F = freqüência em kHz • a = dB/m

Dependência da perda de transmissão PT para dispersão esférica com absorção considerando as freqüências de 1

kHz, 10 kHz e 50 kHz.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

10 30 100 300 1000 3000 10000 30000

Perda de transmissão sonora:

• Desvio do predito • Razões:

• Efeitos geométricos:

– Divergência ou convergência por refração

– Interferências construtivas ou destrutivas associadas com propagação de passos múltiplos (reflexão da superfície e do fundo do oceano).

• Atenuação assegurada por difração e

Perda de transmissão sonora:

• Som superior a ondas eletromagnéticas

para transmissão de energia na água do mar.

• Ex:

– Freqüência de rádio mais baixa = 30 kHz 1 dB/0,3 m

– Feixe de luz meio opaco a distâncias superiores a 200 m

Refração

• Refração:

• Altera a propagação esférica do som no oceano.

• Variações de salinidade importantes

– Próximas à foz de grandes rios;

Refração

• Variações da velocidade:

• Profundidade pequenas

• 100 m 0,1%

• Mudanças de temperatura > 5ºC

• Grandes profundidades:

• Camada profunda isotérmica (deep

isothermal layer) temperatura constante

(-1 a 5ºC) perfil linear (gradiente

positivo) = 0,017 (m/s)/m = 0,017 s-1.

• Acima do Eixo de canal sonoro profundo

Termoclina principal gradientes

negativos sujeita levemente a

Refração

• Ponto de velocidade mínima

• Trópicos ponto mínimo mais fundo.

• Eleva-se em latitudes mais elevadas

Camada misturada

• Ação das ondas mistura das águas

• Gradiente positivo sonoro prende o

som perto à superfície.

• Aquecimento pelo sol da porção superior decréscimo do gradiente.

• Efeito do aquecimento pode culminar

em um gradiente negativo refração

Camada misturada

• Efeito Vespertino

• Período noturno resfriamento da

superfície restabelecimento da camada

isotérmica.

• Gradiente > 0,016/s raro

• Para salinidade constante densidade

• Som perto da superfície modelado por dois gradientes lineares

• D = profundidade da camada • Feixes de uma fonte à prof. Z0.

• Trajetória para cima reflexão da interface água-ar ângulo de reflexão = ângulo de incidência.

• Todos os feixes com ângulos de depressão entre os de nº 1 e 2

confinados na camada misturada.

• Feixes 1 e 2 mesmo raio de curvatura –

tangentes ao fundo da camada.

• Feixe 2’ feixe crítico delimita o limite

interno da Zona de Sombra nenhum

• Zona de sombra (ZS) inexistência de sinal = incorreto!

• Espalhamento de bolhas, ´rugosidade da superfície do mar, presença de ondas

internas (flutuação de D) e difração sonora som fraco e flutuante da zona de

sombra (ensonificação).

• Altas freqüências ZS -40 dB em

• Para baixas freqüências perdas menos graves

• Baixas freqüências difração forte

possibilidade de extinção da zona de sombra. • Feixes com ângulos de elevação e depressão >

feixes 1 e 2 penetram em profundidades maiores

• Feixes nos limites de 1 e 2 (propagação esférica inicial) presos na camada propagação

• Propagação esférica para cilíndrica

Faixa de transição r_t.

• Distância de passo (Skip distance) r_s

• Para a figura anterior:

• Onde

máx s R

r ≅2 θ

máx

s R

r ≅ 2 θ

1 0

• R = raio do feixe que toca o fundo da camada

• R>>>D

• Para ângulos pequenos Lei de Snell

• Velocidade do som

• Cominação das equações:

( )

( )

(

)

RD

r

=

2

2

0 8 1 Z D D r

r_{t s}

• Camada misturada Valor nominal de R

• R = 1500/0,016 = 9,4 x 104 _m.

• Modelo de Perda de Transmissão:

• Para r < rt difusão geométrica esférica

• Para r > rt cilíndrica

• PT (geométrica)

– 20logr r < rt

• Contribuições para PT:

• Absorção do som ar

• Perdas pelo duto superficial

• Pelo fundo difração

• Ondas internas

• Irregularidades na velocidade do som

• PT = ar+br/r_s • PT:

• 20logr + (a +b/rs)r r < rt

• 10logr+10logrt+(a+b/rs)r r > rt

• Feixes presos na supérfície podem se

elevar à superfície e serem refletidos.

• Todos os feixes não alcançam o fundo

• Ex: Feixe emitido por uma fonte

horizontalmente jamais pode atingir

uma profundidade > prof. da fonte.

• Receptor à zr > zs (fonte) detecta

somente feixes ≥ zr.

• Troca entre posições não altera a PT

• PT profundidade da fonte ou do

• Canal sonoro profundo (CSP):

• Todos os feixes próximos ao eixo do CSP

– pequenos ângulos retornarão para o

eixo presos no CSP.

• Canal SOFAR SOund Fixing And

Ranging

• Absorção de baixas frequências muito

• Propagação a longas distâncias > 3000 km.

• Uso de conjunto de hidrofones localização por triangulação.

• Uso monitorização de atividades em

áreas profundas do oceano.

• Ângulo máximo θmáx trajetória no

CSP:

• Onde: cmáx = maior velocidade do som no CSP

• ∆c = diferença entre cmáx e cmin

• Para pequenos ângulos:

• Fonte localizada acima do eixo e abaixo

do limite superior feixes com ângulo θ₀

presos:

• Onde z0 = profundidade da fonte abaixo do topo do canal.

máx máx = 2∆c _c

θ

D

z

máx 0

0

θ

Reflexão da superfície

• Zona de transição:

• Onde Z é a profundidade do canal

•

(

)

'

2θ

Z r_t =

• Como no caso da camada misturada:

• r’t maior Profundidade da fonte z₀ e

D ou a profundidade do receptor z_r e D’_.

• Skip distance r’s:

c

c

Z

r

∆

=

2

2

• Perfil da figura (velocidade do som)

• ∆c ≈ 30 m/s

• Z ≈ 3000 m

• Skip distance 60 km

• Início da distribuição da energia acústica

na profundidade do canal diversas

skips

• Expressão anterior válida para sinais acústicos muito longos

• Feixes da fonte com ângulos de elevação

maiores do que θ₀ podem difundir som

à superfície Passo acústico viável PAV

(reliable acoustic path) de fonte

Reflexão da superfície

• Ondas refletidas pelo fundo e superfície podem se combinar com a transmissão direta.

Equações do Sonar

• Detecção e localização de objetos submersos

• Estudo de batimetria;

• Localização de cardumes; • Navegação, etc.

• Operação crítica detectar um sinal

acústico desejado na presença de ruído.

• Nível do sinal Nível de eco NE (echo

• Nível do sinal Nível de eco NE (echo level EL)

• Nível de ruído detectado NRD (detected noise level DNL)

• Equação do sonar:

• LD – Limite de detecção valor pelo qual o nível de eco deve exceder o NRD 50% de probabilidade de detecção. (falso alarme)

LD

NRD

• Índice d processamento de sinais usado para especificação de limiar de detecção

• Índice de detectabilidade = d’

Sonar passivo

• Sistema que ouve o ruído produzido pelo alvo.

• Som irradiado pel alvo a um nível da fonte

– NF (source level SL) sofre uma PT

• Nível de Eco:

• NE = NF – PT

• Receptor altamente diretivo sistema

passivo determinação de onde o sinal

Sonar

• Ruído compete com o sinal sonoro

• Variedade de fontes:baleias, cardumes,

embarcações ruído ambiente

• Auto-ruído maquinário na plataforma de

recepção e pleo movimento da água ao redor.

Sonar

• Receptor direcional

• Nível de Ruído Detectado (NRD): • NRD = NR – ID

• ID: Índice de diretividade habilidade do

Sonar

• Equação para sonar passivo:

• NF – PT ≥≥≥≥ NR – ID + LD

• Sonar ativo:

• Sinal = pulso de energia acústica – NF (source level SL)

• Sinal viaja para o alvo PT de mão única

• No alvo fração do sinal incidente (força

do alvo – FA – target strengh - TS)

Sonar ativo

• Reflexão Segunda PT = PT’

• Caso monostático fonte e receptor no

mesmo local PT’ = PT

• Nível de eco:

• NE = NF – 2PT + FA

• Determinação de t = tempo entre a

emissão de um pulso e retorno do eco

• Nível de ruído detectado por um sistema ativo – dominado por:

• Ruído ambiente ou auto-ruído.

• Equação para sonar ativo ruído-limitado (monostático)

• NF – 2PT + FA ≥ NR – ID + LD

• Reverberação espalhamento do sinal emitido de alvos indesejáveis (peixes, bolhas e a superfície e o fundo do mar) • NRD = NRe (Nível de reverberação –

reverberation level RL)

• Equação para sonar ativo (monostático) limitado pela revereberação:

• Domínio do ruído ou da reverberação sistema de sonar ativo depende da

potência acústica, velocidade do alvo e faixa (range).

• Sistemas de baixa potência limitados

pelo ruído faixa máxima de detecção

• Aumento da potência acústica elevação do NE e do NRe em uma dada faixa.

• Incremento da faixa diminuição do NE até ser escondido pela reverberação sistema limitado pela reverberação.

• Redução do efeito da reverberação uso de

notch filter no receptor eliminação de energia

em uma banda de freqüência estreita

• Alvo se move f ≠ f reverberação maior

Ruído e considerações de largura de banda

• Desempenho do sonar melhorado se

NRD for reduzido

• Método conhecimento do NRE

(ambiente e alvo) • Ruído ambiente:

• 500 Hz – 20 kHz agitação da superfície

local do oceano maior fonte de ruído

• Relações entre o estado do mar, altura média da onda e velocidades representativas tabela a seguir

• Nestas faixas de freqüência o nível de espectro de ruído cai cerca de 17 dB/oitava

• Freqüências mais baixas, a maior contribuição para o ruído ambiente é de navios distantes e ruído biológico. • Os limites indicados na figura podem ser excedidos

consideravelmente se o tráfego de navios for pesado. • Abaixo de 20 Hz, turbulência oceânica e ruído sísmico

predominam.

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• Águas rasas níveis de ruído mais navios de maior calado, ruído biológico mais elevado, da margem, etc.

• O nível ruído espectral na figura foi medido com receptores onidirecionais

• Direcional superfície do mar (vertical) – navios (horizontal)

• o nível de ruído detectado sentido por um microfone direcional depende de sua

• O nível de ruído detectado (NRD) ruído ambiente NRD = NR - ID

• NRD = NRE + 10logw – ID

• Auto-ruído: gerado pela plataforma receptora interfere com o sinal recebido

• Pode alcançar o receptor por transmissão da estrutura mecânica e pela água, tanto

diretamente como por reflexão da superfície do mar.

Auto-ruído

• Em baixas freqüências e velocidades, o ruído do maquinário é dominante.

• Elevação da velocidade maquinário

maior importância em todas as freqüências.

• Velocidades muito baixas menos

Auto-ruído - Mudança Doppler

• velocidades mais altas fator limitante

• Mudança Doppler

• Fonte e o receptor se aproximam um do outro com velocidades v e

u,respectivamente

• receptor ouvirá uma freqüência f’, onde:

Mudança Doppler

• Mudança em freqüência efeito Doppler

• Para v<<<c: •

• Onde ∆f é a mudança em freqüência f’ – f.

c

u

c

f

f

=

+

• Sonar passivo:

• Considere duas embarcações viajando em diferentes direções com diferentes

velocidades

• Embarcação 1 sinal com freqüência f1

• Observador estacionário na água a um ângulo θ em referência ao

movimento da embarcação fonte perceberá um sinal de freqüência:

+

=

c

V

f

• A embarcação 2 em movimento receberá este sinal e observará uma freqüência:

• Eliminando-se fw destas duas equações e assumindo que U <<<c e V <<< c:

+ =

c U

f

f _{2 w} 1 cos θ

1 . 1 2

f

c

R

f

f

f

=

−

=

• Taxa de faixa (Range rate):

• É a velocidade com a qual as duas embarcações estão estreitando ou aproximando a faixa.

• Fonte e o receptor se aproximam R é positivo

sinal recebido é elevado em freqüência (“Doppler pra cima”).

• Fonte e o receptor se afastam sinal recebido é

alterado para baixo em freqüência (“Doppler pra baixo”)

φ θ cos cos . U V dt dR

• Sonar ativo:

• Sinal f1 da embarcação 1 = pulso de sonar ativo.

• Embarcação 2 se move em relação à

água eco da embarcação 2 terá uma

freqüência f’w na água:

+

=

c

U

f

• E a embarcação 1 receberá um eco tendo a freqüência:

• Reverberação espalhamento

freqüência de reverberação fr (embarcação 1):

1 .

'

1 1 2 f

c R f ≈ +

+ ≈

c V

f

• Embarcação 1 comparação da freqüência recebida f’1 do eco com f1 (freqüência do sonar) ou com fr

(freqüência de reverberação) • Mudanças Doppler são:

1 .

1 '

1

1

2

f

c

R

f

f

f

=

−

≈

∆

cos

2

f

c

U

f

f

f

=

−

≈

φ

• Considerações de largura de banda:

• Presença de uma mudança Doppler ∆∆∆∆f1 do eco em relação à fonte

• receptor para um sonar ativo deve ter uma largura de banda

• Ativo

• Onde w e f são em Hz e R é em metros por segundo • Passivo

f

R

w

10

67

,

2

×

=

f

R

w

10

33

,

1

×

• Sonar passivo:

• Ruído irradiado:

• NF do ruído irradiado pelo alvo obtido pela extrapolação da

pressão irradiada do campo livre a uma distância de 1 m do centro acústico do alvo.

• NEF (alvo) composto de um espectro contínuo plano sem a

presença de tons

• Intensidade por unidade de largura de banda (a 1 m) s

• Intensidade do tom (a 1m) I

• Definição de nível de espectro da fonte NEF ( banda de 1

hertz):

(

)

• E para um nível de espectro NE para os tons:

• Largura da banda w do receptor incluir o tom, a intensidade total recebida é sw + I

nível da fonte NF:

(

)

ref

I I tom

NE 10log

• sw >>>>> I contribuição do tom é desprezível.

• Ruído irradiado por um alvo depende

de muitos parâmetros ( orientação do alvo, estado mecânico, velocidade e profundidade).

• Características gerais de ruídos irradiados de navios

• 1. o ruído de fundo de banda larga diminui em freqüências mais altas (≈ 5 a 8 dB/oitava)

predomínio de sinais de baixa freqüência. • Cavitação de propulsores adiciona uma

contribuição de banda larga que é pequena em baixas freqüências, se eleva como pico em

algumas freqüências intermediárias e sofre uma queda com o aumento da freqüência

• Sistema receptor de um sonar passivo

• Banda larga energia total emitida pelo

alvo

• Banda estreita Detecções feitas pelos

tons.

• Detector for de banda larga (tons não contribuem):

• se a largura de banda w do receptor for pequena suficiente que sw <<<< 1:

(

cont

)

PT

NER

ID

LD

NEF

−

≥

−

+

(

)

• Sonar ativo:

• Força do alvo (FA): Uma fonte acústica

envia um pulso no oceano que

intercepta um alvo e o ilumina com intensidade I(r)

• Difração do som pelo alvo em todas as direções

• Sinal refletido Is(r’) extrapolado do campo livre a 1 m do centro acústico do alvo (r’= 1), • a razão Is(r’=1)/I(r) mede a habilidade do alvo

em refletir o som incidente para o receptor

• Onde σ é a seção transversal acústica do alvo

(

)

( )

π

• O nível do eco (NE) no receptor:

ou

(

)

log 10 PT I r I NE ref

s = ₋

• Admitindo que PT = 10log[I(1)/I(r) e que NE = 10log[I(1)/Iref]

• Considerando que 10 log[I(r)/Iref] = NE –

PT Associação entre σ e FA:

π

σ

4

log

10

=

• O primeiro termo da direita da equação nível de fonte aparente (Nf)

• O nível de eco enviado ao receptor: NE = Nf – PT’

( )

FA I

r I Nf

ref

+

• A força do alvo de um objeto reflexivo tamanho, forma e construção e a

freqüência do som incidente.

• Força de um alvo esférico perfeitamente reflexivo de r = a metros,

que re-irradia a energia do som interceptado uniformemente em todas as direções (a <<λ) é dada por:

=

2

log

20

a

• Equação uma esfera de 2 m de raio terá uma força de alvo de 0 dB.

• Um alvo 0 dB som irradiado com um nível efetivo de som igual ao incidente.

• Para esferas maiores, o nível de fonte irradiado é maior do que o nível do som incidente.

• Objetos com forma irregular, como um

• Reverberação

• Sonar ativo ilumina uma porção do oceano Reflexão bolhas, material particulado, peixe, superfície o fundo do mar fontes de sinal

indesejado podem competir com o eco do alvo de interesse.

• Obtenção do nível de reverberação NRe computação do volume V ou superfície ao

alcance do alvo do qual som refletido por chegar durante o mesmo temo que o eco do alvo