中华人民共和国国家标准
GB/T31014-2014
Acoustics-Laboratory methods of underwater target strength measurement
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草.本标准由中国科学院提出. 本标准由全国声学标准化技术委员会（SAC/TC17）归口.本标准的起草单位：中国船舶重工集团公司第七一五研究所、中国科学院产学研究所.本标准主要起草人：易燕、祖峰磊、赵洪、李水、袁丰华、莫喜平.
声学水声目标强度测量实验室方法
1范围
本标准规定了实验室测量水声目标强度的测量装置、测量条件、测量步骤.本标准适用于频率在1kHz~500kHz范围的水声目标强度的实验室测量.注：大型水声目标的目标强度采用缩比模型测量，参见附录A.
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本文件.
GB/T39471996声学名词术语
3术语和定义
GB/T3947一1996界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
3.1 散射[acoustie] scattering声波朝任意方向的不规则反射、折射或衍射.注：与入射波相反方向上的散射声波称为散射回波或反向散射声波.
3.2
目标强度target strength；TS
距离目标等效声中心1m处的反向散射声强级与入射平面波声强级的差值，注：声强级只限于自由行波的条件此时声强级与声压级相等-否则只有声压级能直接测量.[GB/T3947-1996.定义7.33]
3.3
缩比模型scalemodel
将目标按一定比例缩小后制成的模型.
4符号
下列符号适用于本文件.
A 线性调频脉冲信号幅值，单位为伏（V）：缩比模型在垂直于人射波方向的投影面内的最大线度，单位为米（m）；发射换能器辐射面的最大线度，单位为米（m）：a; 水听器的最大线度，单位为米（m）： 目标在垂直于人射波方向的投影面内的最大线度，单位为米（m）：目标在声轴方向的投影面内的最大线度，单位为米（m）；水媒质中的声速，单位为米每秒（m/s）：
f 测量频率，单位为赫兹（Hz）；f. 测量频率范围的下限，单位为赫兹（Hz）；fu f- 测量频率范围子段的下限，单位为赫效（Hz）； 缩比模型的测量频率，单位为赫兹（Hz）：fu 测量類率范围的上限，单位为赫兹（Hz）；fu) 测量频率范围子段的上限，单位为赫兹（Hz）；人射声波在目标有效声中心处的声强值，单位为瓦每平方米（W/m²）；1 K 缩比模型的缩小比例； 目标散射回波在距离目标有效声中心r处的声强值，单位为瓦每平方米（W/m²）；K 稳态波周期数；波数；L 发射换能器到目标声中心的距离，单位为米（m）；L 时域信号采样点序号； 实验室水池长度，单位为米（m）；p 一人射波和目标散射回波叠加声压信号，单位为帕斯卡（Pa）：pi 人射波声压信号，单位为帕斯卡（Pa）；P p 线性调频脉冲信号，单位为伏（V）； 目标散射回波声压信号，单位为帕斯卡（Pa）：Q 换能器的品质因数：r 目标声中心到水听器的距离，单位为米（m）；TS 目标的目标强度，单位为分贝（dB）：f TS 缩比模型的目标强度，单位为分贝（dB）； 时间，单位为秒（s）；x、 与测量频率相对应的水媒质中声波波长，单位为米（m）；818 发射换能器一3dB波束宽度，单位为弧度（rad）：线性调频脉冲信号宽度，单位为秒（s）. 脉冲宽度，单位为秒（s）；r
5测量装置
量设备由信号发生器、功率故大器、前置放大器、带通滤波器、信号采集器和控制系统组成.控制系统通 测量装置组成如图1所示.此装置由电子测量设备、吊放装置、发射换能器和水听器组成.电子测过总线控制数字仪器和吊放装置，完成信号采集、记录和分析，最终计算得到测量结果.
图1测量装置组成框图
6测量条件
6.1测量频率
实验室水池中测量水声目标强度，要求测量在自由场远场条件下进行，要求目标和水听器应处于发射换能器的远场，即同时符合式（1）和式（2）规定的条件：
(2)
水听器应处于目标散射回波的远场，即符合式（3）规定的条件：
**(3 )
可得发射换能器到目标声中心的距离L应符合式（4）：
测试应避免池壁干扰信号，要求脉冲宽度满足式（5）：
此外脉冲宽度还与换能器的品质因数Q值和稳态波周期数K有关，要求脉宽满足式（6）：
*( 6 )
由式（4）、式（5）、式（6），计算可得实验室水池中测量水声目标强度的测量频率上限f和测量频率下限f，见式（7）和式（8）：
