Инвариант чупрова для векторно-скалярных полей мультипольных источников в мелком море

В плоскопараллельном волноводе Пекериса выполнено расчетно-теоретическое исследование свойств известного волноводного инварианта С.Д. Чупрова (ИЧ). В отличие от более ранних работ, в которых в качестве источника использовались преимущественно ненаправленные (монопольные) источники, и изучались поля звукового давления (скалярные поля), в данной работе исследуются не только скалярные, но и векторные поля, образованные в волноводе направленными — комбинированными мультипольными источниками, обладающими направленностью как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Получено дифференциальное уравнение, позволяющее достаточно точно рассчитать значения ИЧ при различных условиях распространения сигналов и различных глубинах расположения источников и приемников. Это позволяет более простым, чем «полное компьютерное моделирование», способом прогнозировать инвариантность (устойчивость) ИЧ при вариации как гидрофизических условий в волноводе, так и геометрии эксперимента. Показано, что направленность источников в горизонтальной плоскости практически не влияет на свойства ИЧ, а направленность в вертикальной плоскости приводит к смещению веерной структуры полей амплитуд сигналов, но слабо влияет на значения ИЧ. Аналогичным образом изменяются свойства веерной структуры при использовании вертикальных проекций вектора колебательной скорости — несмотря на то, что для расчета ИЧ используется другое, отличное от скалярных полей аналитическое соотношение, значение ИЧ близко к (+1) на всех частотах и расстояниях, кроме тех, на которых возникают новые моды или же дислокации. На этих частотах и в этих зонах возникают знакопеременные выбросы с различными знаками и величинами. Делается вывод, что устойчивость ИЧ позволяет применять алгоритмы обработки сигналов, разработанные для скалярных полей и ненаправленных источников, к векторно-скалярным полям, сформированным, в том числе с использованием направленных источников.