Уровни помех

Наиболее распространенными в гидроакустике являются помехи, интенсивность которых убывает на 6 дБ на октаву, т. е. спектральная плотность интенсивности уменьшается в четыре раза при удвоении частоты (октавы).

Иначе говоря,

,

где I_СП(f) — спектральная плотность интенсивности на определяемой частоте f, Вт/(м²∙Гц);

I_СП0 — известная спектральная плотность интенсивности на частоте f₀, Вт/(м²∙Гц).

Интенсивность помехи в полосе пропускания частот Δf = (f₂ — f₁) приемного устройства

Частота f₀, на которой определена I_СП0, связана с Δf, f₁ и f₂ соотношениями f₁ = f₀ — Δf / 2; f₂ = f₀ + Δf / 2; f₀ = (f₁ + f₂)/ 2. Так как Δf <<f0, то

I_Δf ≈ I_СП0 ∙ Δf.

Спектральный уровень интенсивности, воспринимаемый приемным устройством в полосе частот Δf, будет равен

N_СПΔf = 10∙lg(I_СП0) + 10∙lg(Δf) + 182 дБ,

или, поскольку 10∙lg(I_СП0) + 182 дБ = N_СП0,

N_СПΔf = N_СП0 + 10∙lg(Δf),

где N_СП0 — спектральный уровень интенсивности на фиксированной частоте f₀, дБ.

При направленной акустической антенне интенсивность помехи будет в у раз меньше (уровень помехи на D дБ меньше), так как помеха поступает на антенну со всех сторон с одинаковой интенсивностью, т. е.

N_СПΔf = N_СП0 + 10∙lg(Δf) — D,

где N_СПΔf, N_СП0, D, 10∙lg(Δf) — выражаются в децибелах.

Часто уровень помех задают в значениях спектральной плотности давления, приведенной к «стандартным условиям» — полосе 1 Гц, частоте 1 кГц — Р_1,1.

Интенсивность связана с давлением соотношением

\[ I\left[\frac{Вт}{м^{2}\cdotГц}\right]=\frac{P}{2\cdot Zs} \]

где P[Па] — величина акустического давления;

Zs ​\( \left[\frac{Па\cdotс}{м}\right] \)​ = ρ∙c (равное для воды 150•10⁴ Па•с / м) — удельное акустическое сопротивление.

Тогда величина давления в полосе равна:

 \[P_{\Delta f}=Pa_{1,1}\frac{f_{0}\cdot \sqrt{\Delta f}}{\sqrt{f_{1}\cdot f_{2}}} \]

где f₀ для стандартных условий равна 1000 Гц,

fгеом = ​ \( \sqrt{f_{1}\cdot f_{2}} \) ​  — среднегеометрическая частота частотной полосы приемного тракта.