I n t ern a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A d v a n ces   i n   A p p l i ed   S ci en ces   ( I J A A S )   V o l .   7 ,   N o .   1 ,   M ar ch   20 1 8,   p p.   1~ 6   I S S N 225 2 - 88 14 ,   D O I 10. 115 91 / i j aas . v 7 . i 1 . pp 1 - 6             1       Jo u r n al   h om e pa ge h t t p : / / i a e s co r e . c o m/ o n l i n e / i n d e x . p h p / I J A A S   St udy  o f   A bs or pt i o n L o s s   E f f ec t s  on A co us t i c  W av P rop ag a t i on  i n  S h al l ow   W at e r U s i n g D i f f er en t  E m p i ri cal   M od el s       Y a s i n   Y o u s i Al - A l ab o os i 1 ,   J e n a A b dul k ha l A l - A b o o si 2   1 F a c ul t y   of  E l e c t ri c a l  E ng i ne e ri n g,  U ni ve rs i t i  T e k nol ogi  M a l a y s i a ,  81310,  J ohor,   M a l a y s i a   2 F a c ul t y   of  E ngi ne e ri ng ,  U ni v e rs i t y  of  M us t a ns i ri y a h ,  B a ghda d ,  Ir a q       A rt i cl I n f o     A B S T RA C T   Ar t i c l e   h i s t o r y :   R ecei v ed   A pr   20 ,   2 01 7   Re v i s e d   F e 23 ,   20 1 8   A ccep t e d   Ma 27 ,   2 01 8       E ffi c i e nt  unde r w a t e a c ous t i c   c om m uni c a t i on  a nd t a r ge t  l oc a t i ng s y s t e m s   re qui re  d e t a i l e d  s t ud y  of a c ou s t i c  w a ve  prop a ga t i on i n t he   s e a .  M a n y   i nve s t i ga t ors  ha ve  s t udi e d t he  a bs orpt i on of a c o us t i c  w a ve s  i n oc e a n w a t e r   a nd form ul a t e e m pi ri c a l  e qu a t i ons  s uc h a s  T ho rp’s  form ul a ,  S c hul ki n a n d   M a rs h m ode l  a nd F i s he r a nd  S i m m ons  for m ul a .  T h e  F i s he a n d S i m m ons   form ul a  found t he  e ffe c t  a s s oc i a t e d w i t t he  r e l a x a t i on of bor i c  a c i d o n   a bs orpt i on a nd  provi de d a  m ore  de t a i l e d form  of a bs orpt i on c oe ffi c i e n t   w hi c h va ri e s  w i t h fre que n c y .  H ow e ve r,  no s i m ul a t i on m ode l  h a s  m a de  for   t he  unde rw a t e a c ous t i c  propa g a t i on us i ng t h e s e  m ode l s .  T hi s   pa pe r re por t s   t he  c om pa r a t i v e  s t ud y  of  a c ous t i c  w a ve  a bs orpt i on c a rri e d out  b y  m e a ns  o f   m ode l i ng i n M A T L A B.  T h e  re s u l t s  of s i m ul a t i on  ha ve  be e n e v a l ua t e d us i ng   m e a s ure d da t a   c ol l e c t e a t  D e s a ru be a c h on t h e  e a s t e rn s hore  o f J ohor i M a l a y s i a .  T h e   m ode l  ha s  be e us e d t o de t e rm i n e  s ound a bs orpt i on for gi ve n   va l ue s  of d e pt h  (D ),  s a l i ni t y  (S ),  t e m pe ra t ur e  ( T ),  pH ,  a nd  a c o us t i c  w a v e   t ra ns m i t t e r fre q ue nc y  (f).  F ro m  t he  re s ul t s  a  s ui t a bl e  ra ng e ,  de pt h a nd   fre que nc y   c a n b e  found  t o ob t a i n be s t  prop a ga t i on l i nk  w i t l o w  a bs orpt i on   l o ss .   Ke y wo r d s :   A co u s t i w av e     A b s or p tion   Bo r i c  a c i d   F r e que nc y   Copy r i ght  ©  201 8   Ins t i t ut e   o f  A d v anc e d   E ngi n e e r i ng and S c i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   C or r e s po n di n A u t h or :   Y a s i n   Y o u s i A l - A l a b oos i ,     F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,     U n i v e r s i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a ,   8 131 0,   J oh or ,  Ma la ys ia .   E m a i l :   a l a boos i y a s i n@ gm a i l . c om       1.   I N T R O D U C T I O N   I n c r e a s e d  i n t e r e s t  i n   de f e ns e  a ppl i c a t i o ns ,  o f f - s h or e   oi l  i n dus t r y ,  a nd   ot he r  c om m e r c i a l  ope r a t i o ns   pr o vi de s  a  m ot i va t i on  f o r   r e s e a r c h  i n  s i g na l  p r oc e s s i n f o r  t he   un de r w a t e r  e nvi r o nm e nt .   I t he  un de r wa t e r   en v i r o n m en t ,  aco u s t i cs  w av es  ar e m o r e p r act i cal  f o r  a p p l i cat i o n s  s u c h   a s  na vi ga t i o n,   c om m uni c a t i on,  a nd   o t h e r   w i r el es s   ap p l i cat i o n s   d u t o   t h h i g h   at t en u at i o n   r at o f   el ect r o m ag n et i w av es .   A c ous t i c   pr opa ga t i on  i s   ch ar act e r i zed   b y  t h r ee m aj o r   f act o r s :  at t en u at i o n  t h at  i n cr ea s es  w i t h  s i g n al  f r e q u e n cy ,  t i m e - va r y i ng m ul t i pa t p r op a g a tion ,   a n low   s p e e d   of   s o und   ( 150 m /s )   [ 1 ] .     T he  f a di n g i n un de r w a t e r  e n vi r onm e nt  de p e nd s  on t he   di s t a nc e ,  f r e q ue nc y  a nd s e ns or s  l oc a t i on ,  a n c a be   di vi de i nt l on t e r m   f a di ng  a n s ho r t   t e r m   f a di ng.   L o ng  t e r m   f a di ng  c a us e by   s ou n pr o pa ga t i on  i e f f e c t e by  s p r e a di n g l os s  a n d a bs o r pt i o n l o s s  w hi c h i s  a  f unc t i o of  r a n ge  a n d f r e q ue n c y .  S h or t  t e r m   f a di ng  t ha t   c om pos e of   m ul t i pa t a n D o p pl e r   s p r e a w hi c i s   a   r a nd om   f u nc t i o of   di s t a nc e   a nd   t im e .   A s  t he  a t t e nua t i on o f  s o un d i n t he  oc e a n i s   f r e que n cy  d e p en d e n t ,  t h e o ce an  act s  as  a l o w - p a s s  f i l t e r   f o r   am b i en t   n o i s an d   t h u n d er w at er   s y s t em s   o p er at at   l o w   f r e q u e n ci es ,   f o r   e x am p l e,   o n   t h e   o r d e r   o f   t en s   o f   kH z   [ 1] .   N t w de pl oy m e nt   r e gi o ns   wi t hi t he   oc e a wi t ha ve   t he   s a m e   de pt hs   r a n gi n g   f r om   t e ns   o f   m et er s   t a   f e w   ki l om e t e r s   w i t h   n o de   pl a c e m e nt   t ha t   va r i e s   f r om   on e   ne t w o r k   t a not he r   [ 2] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   1 ,   Ma r c h   2 018 :       6   2   A co u s t i c en e r g y  can   b e r e f l ect ed  an d  s cat t er ed   f r o m  b o t h  t h e s u r f ace  an d   b o t t o m  o f  t h e o cea n  as   s ho w n i F igur e   1 . ,   pe r m i t ti ng t he   po s s i bi l i t y  of  m or e  t ha n  one   t r a ns m i s s i on pa t h f o r   a  s i ngl e   s i g na l   [ 1,   2 ].   T he  p he nom e no n i s  kn o w n a s   m ul t i pa t h f a di n g.   T h e  ove r l a p pi n g  of  c o ns e c ut i ve  p ul s e s  i n  di gi t a c om m uni c a t i on  r e s ul t s  i n i nt e r s y m bol  i nt e r f e r e nc e   ( I S I )  t ha t  i nc r e a s e s  t he   bi t - er r o r  r at i n   t h e r ecei v ed  d at a   [3 - 5 ] .  T he r e f o r e ,  un de r wa t e r   da t a  c om m unic a t i on l i nks  ge ne r a l l y  s up p or t  l ow  da t a  r a t e s  [ 1,   3 ].   T hi s  s t udy   a i m s   t o   s h o w   t h e   e f f e c t s   o f   a b s o r p t i o n   l o s s   i n   p r o p a g a t i o n   l i n k   b e t w e e n   t h e  t r a n s m i t t e r   a n d   r e c e i v e r .           F i g ur e   1 .   U n de r w a t e r   a c o us t i c   e n vi r onm e nt   [ 1]       2.   R ES EA R C H   M ETH O D     2 . 1 .   So und   S p eed   T h e s p eed   o f  s o u n d  i n  s ea w at er  i s  a f u n d am en t al  o ce an o g r ap h i c v a r i ab l e t h at  d et er m i n es  t h e   be ha vi o r   o f   s o un p r o pa ga t i o i n   t he   oc e a n .   M a ny   e m pi r i c a l   f o r m ul a s   ha v e   be e de ve l o p e ov e r   t he   y e a r s   f o r   c a l c ul a t i ng  s o un s pe e d us i ng va l ue s  of  wa t e r   t e m pe r a t ur e ,   s a l i ni t y ,  a nd pr e s s u r e / d e pt h.  A  s i m pli f i e e xp r e s s i on   f or  t he   s ou n s pe e wa s   gi ve by   M e dwi [ 6 ] :     = 1449 . 2 + 4 . 6 0 . 055 2 + 0 . 0002 9 3 + ( 1 . 34 0 . 01 ) ( 35 ) + 0 . 016   ( 1)     w h er e   i s   t h s p ee d   o f   s o u n d   i n   s ea w at er ,   T   i s   t h w at er   t em p er at u r ( i n   d eg r ees   C el s i u s ) ,   S   i s   t h s al i n i t y   ( i n   pa r t s   pe r   t h o us a nd )   a n i s   t he   de pt ( i m e t e r s ) .     2 . 2 .   T ot al   pa t h   l o s s   A n a c o us t i c  s i gna l   u nde r wa t e r  e x pe r i e nc e s   a t t e nua t i o n d u e  t o s p r e a di n a nd  a bs o r pt i on.  P a th  l o s s  is   t he  m e a s ur e  o f  t he  l os t  s i g na l  i nt e ns i t y  f r o m  t he  pr o je c t o r  t o t he  hy dr o ph o ne .  S p r e a di ng l os s  i s   du e   t o t he   e xpa n di n a r e a   t ha t   t he   s o u nd   s i gna l   e nc om pa s s e s   a s   i t   ge o m e t r i c a l ly   s pr e a ds   o ut w a r f r om   t he   s o ur c e   [ 7 ] .      ( ) = 10 lo g ( )      ( 2)     w he r e  R  i s  t he  r a n ge  i n m e t e r s  a n d k i s  t he  s pr e a di n g f a c t or .   W he n t he  m e di um  i n whi c s i gna l  t r a ns m i s s i on   o c c ur s  is  unbo und e d,  th e  s p r e a d ing  is   s ph e r ic a l a n d the  s pr e a d i n g f a c to r   = 2 ; w h e r e a s  in   bo und e s p r e a d i n g ,   i t   i s   c o n s i d e r e d   a s   c y l i n d r i c a l   = 1 .   In   p r act i ce,   s p r ead i n g   f act o r   o f   =   1 . 5   i s   o f t e c o ns i de r e [ 2 ] .   T he  a bs o r pt i o n  l os s  i s  a  r e pr e s e nt a t i on  of  t h e  e ne r gy  l os s  i n f o r m  of  he a t  due  t vi s c o us   f r i c t i on a nd  i o n i c r el ax at i o n  t h at  o ccu r  as  t h e w av e g e n er at ed  b y  an  a co u s t i c s i g n al  p r o p ag at es  o u t w ar d s ;  t h i s  l o s s  v ar i es   l i n e a r l y   w i t h   r a n g e   a s   f o l l o w s   [ 7 ] :       ( , ) = 10 lo g ( )      ( 3)     w h er   i s  r a n ge  i ki l om e t r e s  a nd     ( )   i s  t h e  a b s o r p t i o n  c o e f f i c i e n t .  T h e   a b s o r p t i o n  c o e f f i c i e n t   u s i n g   d i f f e r e n t   e m p e r i c a l   m o d e l s   w i l l   b e   d i s c u s s e d   i n   n e x t   s e c t i o n .   T ot a l   pa t l o s s   i s   t he   c om bi ne c ont r i b ut i on   of   b ot h   t he   s p r e a di n a nd   a b s or pt i o l os s e s   [ 1 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       St u dy   of   A bs o r pt i on   L os s   E f f e c t s   o A c ou s t i c   W av e   P r op a g at i on   i S hal l o w …  ( Y a s i n   Y o u s i f   A l - A laboos i )   3          = 10 ( ) + 10 ( )   (  )   ( 4)     2 . 2 .   A b s o r p ti o n   Lo s s   Em p i r i c a l   M o d e l s   T he   a c o us t i c   e ne r gy   of   a   s ou nd   w a ve   p r o pa ga t i ng   i t he   o c e a i s   pa r t l y :     a.   a bs or be d ,   i . e .   t he   e ne r gy   i s   t r a ns f or m e i nt he a t .   b.   l os t   d ue   t s ou nd   s c a t t e r i n b y   i nh om oge ne i t i e s .     O n t h e  ba s i s   of  e xt e ns i ve  l a bo r a t o r y  a n d f i e l d e x pe r i m e nt s   t he  f ol l owi ng e m pi r i c a l  f or m ul a e  f o r   at t en u at i o n   c o e f f i ci en t   i n   s ea  w at er   h a v b ee n   d er i v ed .   T h e r ar e   t h r ee  f o r m u l aes :   T h o r p s   f o r m u l a,   S ch u l k i n - M a r s m ode l   a nd  F i s h e r - S i m m ons   f o r m ul a   a nd   t he   f r e q ue nc y   ba n f o r   e a c one   a s   s how in   F igu r e   2.   R.   E.   F r a nc oi s   a nd  G .  R .  Ga r r i s on [ 1 1]  ha ve   f o r m ul a t e d t he  e qua t i o n f or  t he  s o u nd a bs o r pt i on i n t he   f r e que nc y   r a ng e   40 0H z   t 1M H z   w hi c i nc l u de s   t he   c o nt r i b ut i on  of   B or i c   A c i d,   M a gne s i um   S ul f a t e   a nd   P ur e   w a t e r .   T he   r e s ul t s   gi ve n   by   t hi s   e qua t i o a r e   ve r y   c l os e   t o   t h e   p r a c t i c a l   r e s u l t s .           F ig ur e   2 .   D i ag r a m   i n d i c a t i n g   e m p i r i c a l   f o r m u l a e   f or   di f f e r e nt   f r e q ue nc y   d om a i ns       T h e ab s o r p t i o n  co ef f i ci e n t  f o r  f r eq u e n cy  r an g e 1 0 0   H z t o  3  k H z ca n  b e ex p r es s ed  em p i r i cal l y  u s i n g   T h or p’ s   f or m ul a   [ 2 ,   8 ]   w h i ch   d ef i n es   α   [ dB / m ]   a s   a   f un c tio of   f   [ k Hz ]     α ( f ) = 0 . 11 f 2 f 2 + 1 + 44 f 2 f 2 + 4 1 0 0 + 2 . 75 . 10 4 f 2 + 0 . 0003 . 10 3   ( 5)     T he   a bs or pt i o n   c oe f f i c i e nt   f o r   f r e q ue nc y   r a n ge   kH z   t 5 0 kHz   can   b e   e x p r es s e d   em p i r i cal l y   u s i n g   S c h ul ki n   a n M a r s m ode l   [ 2 , 8 ]   w hi c h   de f i ne s   α   [ dB / m ]   as  a  f u n ct i o n   o f   f   [ kH z ]     α ( f ) = 8 . 686 . 10 3 A f T f 2 f T 2 + f 2 + B f 2 f T ( 1 6 . 54 . 10 4 P ) . 10 3   ( 6)     w he r e   A  a nd  B  a r e  c ons t a nt s   A = 2 . 34 . 10 6 , B = 3 . 3 8 . 10 6 ,   P  i s  t h e  h y d r o s t a t i c  p r e s s u r e   [ k g / c m 3 ] ,   f T   = 21 . 9 . 10 [ 6 1520 T + 273 ]   [ kH z ]   i s   t he   r e l a xa t i o n f r e que nc y .   A n a l t e r na t i ve  e xp r e s s i on  f o r  t he  a bs or pt i o n c oe f f i c i e nt   α ( f )   [ dB / m ]   i s  gi ve n by  t h e  F i s he r   a n d   S im m ons   f or m ul a   i r a nge   o f   f r e que nc y   10   k H z -   MH z   [ 9 ]     α ( f ) = A 1 P 1 f 2 f 1 2 + f 2 f 1 B ( OH ) 3 , B o r ic   aci d + A 2 P 2 f 2 f 2 2 + f 2 f 2 M g S O 4 , ma g n e s i u m   s u l p h a te + A 3 P 3 f 2 H 2 O , pu re   w at er . 10 3   ( 7)     w h e re   A 1 ,   A 2   a nd  A 3   ar e t h c o e f f i c i e n t s   r e p r e s e n t  t h e   e f f e c t s  o f  t e m p e r a t u r e ,   w h i l e   t h e P 1 ,   P 2 a n P 3   co ef f i ci en t s  r e p r es e n t   o cean   d ep t h  ( p r es s u r e)  an d   f 1 ,   f 2   r e p r e s e n t  t h e   r e l a x a t i o n  f r e q u e n c i e s  o f  Bo r i c  a c i d   an d   ( M g S O 4 )  m o l ecu l es   [ 9 ] .   A s   a   r e s ul t ,   t he  a bs or pt i o c oe f f i c i e nt   i s   pr o p or t i o na l   t o   t he   ope r a t i n f r e qu e nc y .     1.   Bo r i c  a c i d   B( O H ) 3     1 = 8 . 686 . 10 0 . 7 8 5     1 = 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   1 ,   Ma r c h   2 018 :       6   4   1 = 2 . 8 35 10 4 1 2 4 5 + 2 7 3     2.   M a gne s i um   S ul pha t e   M gS O 4     2 = 21 . 44 . . ( 1 + 0 . 025 )     2 = 1 1 . 37 . 10 4 + 6 . 2 . 10 9 . 2     2 = 8 . 17 . ( 10 8 1 99 0 ( 2 7 3 ) ) 1 + 0 . 0018 ( 35 )     3.   P u r w at er   H 2 O     3 = 4 . 937 . 10 4 2 . 59 . 10 5 + 9 . 11 . 10 7 2 1 . 5 . 10 8 3      20 ° 3 . 964 . 10 4 1 . 146 . 10 5 + 1 . 45 . 10 7 2 6 . 5 . 10 8 3      20 °     3 =   1 3 . 83 . 10 5 + 4 . 9 . 10 1 0 . 2     w i t h  f  i n   [k H z ],   T   i n  [ ° C ],  S   i n  [p p t ].  A n d  w h e r e     ,  pH a nd  c  d e no te  t h e   de p th in [ m ] ,  the  pH - v al u e a n d   t h e   s o u n d   s p e e d   i n   [ m / s ]   r e s p e c t i v e l y .   R.   E.   F r a nc oi s   a nd  G .  R .  Ga r r i s on [ 1 1]  ha ve   f o r m ul a t e d t he  e qua t i o n f or  t he  s o u nd a bs o r pt i on i n t he   f r e que nc y   r a ng e   40 0H z   t 1M H z   w hi c i nc l u de s   t he   c o nt r i b ut i on  of   B or i c   A c i d,   M a gne s i um   S ul f a t e   a nd   P ur e   w a t e r .   T he   r e s ul t s   gi ve n   by   t hi s   e qua t i o a r e   ve r y   c l os e   t o   t h e   p r a c t i c a l   r e s u l t s .           F i g ur e   3 .   E x p e r i m e n t   t e s t   s i t e       A   ge ne r a l   di a g r a m   s howi n t he   va r i a t i on  o f   α ( f )   us i n F ra n c o i s   a n d   G.   R .   G a r ri s o n   f o rm u l a   w i t h   t h e   t h re e  re g i o n s  o f B o ri c  a c i d ,  B (O H ) 3 ,  M a g ne s i um  s ul pha t e ,   M gS O 4   an d  P u r e w at er ,  H 2 O  i s  d e p i c t e d   i n  F i g ur e   4 .   I t  c a n  b e  o b s e r v e d  t h a t  f o r  t h e  Bo r i c  a c i d  r e g i o n ,   A t t e n u a t i o n  i s   p r o p o r t i o n a l  t o     2   .   A nd   f or  t h e  r e g ions   M a gne s i um  s ul pha t e  a n pu r e  w a t e r  a l s A t t e nua t i o n i s  p r o p or t i o na l  t   2   .  I n t he  t r a ns i t i on d om a i ns  it  is   pr o po r t i ona l   t o   .   W i t h   f i xe d t he  r a n ge  a t  1 0 00   m ,  t he  pa t h l os s  i s  p r op or t i ona l  t o t he  o p e r a t i ng  f r e q ue nc y  a n d i t  i s   i nc r e a s e wh e n t he   ope r a t i n f r e que nc y  i nc r e a s e a n t he  c o nt r i but i on  o f  t he  a bs or pt i o n t e r m  i s  l e s s   s i gni f i c a nt   t ha t he   s pr e a di n g   t e r m   a s   s ho w n   i F i g ur e   5.   Fi g ur e   6 .   a nd F i g ur e   7 .   w i t f i xe d t he  r a n ge  a t  10 Km  a nd 10 Km  r e s pe c t i ve l y .  A s  r a n ge  i nc r e a s e s   a nd t he  a bs or p t i on t e r m  be gi ns  t d om i na te ,  a ny   va r i a t i o ns  i   a l s o be c om e s   m or e   s i gni f i c a nt .   F o r  da t a   c om m uni c a t i on,   t he   c ha nge s   i t he   a t t e nu a t i on   d ue   t s i g na l   f r e q ue nc y   a r e   pa r t i c ul a r l y   i m por t a nt   a s   t h e   us e   o f   h i g h e r   f r e q u e n c i e s   w i l l   p o t e n t i a l l y   p r o v i d e   h i g h e r   d a t a   r a t e s .   T he  t ot a l  pa t h  l os s   ve r s u s  t h e  r a nge  a t  di f f e r e nt   f r e q ue nc i e s  s h ow n i F i g ur e  8 .  Th e  p a t h  l o sse s   I nc r e a s e  s i gni f i c a nt l y  a t  hi g f r e que nc y   c om pa r e wi t h l ow  f r e q ue nc y .  T h e r e f or e ,  t he  a t t e nua t i o o f  s o un d i t h s ea  i s   f r e q u en cy   d e p e n d e n t ,   t h s ea   act s   a s   l o w - p a s s   f i l t e r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       St u dy   of   A bs o r pt i on   L os s   E f f e c t s   o A c ou s t i c   W av e   P r op a g at i on   i S hal l o w …  ( Y a s i n   Y o u s i f   A l - A laboos i )   5       F i g ur e   4 .   G e n e r a l   d i a g r a m   i n d i c a t i n g   t h e   t h r e e   r e g ion s   o f   B ( O H ) 3,   M g S O a nd   H 2O           F i g ur e   5 .   T o t al   p at h   l o s s e s   as   f u n ct i o of   f r e que nc y   w i t r a nge   1   Km           F i g ur e   6 .   T ot a l   pa t h   l os s e s   a s   a   f unc t i o of  f r e que nc y   wi t r a nge   1 K m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   1 ,   Ma r c h   2 018 :       6   6       F i g ur e 7 .   T ot a l   pa t l os s e s   a s   a   f unc t i o of   f r e que nc y   wi t r a nge   10   K m           F i g ur e   8 .   T o t al   p at h   l o sse a a   f unc t i o of   r a nge       3.   C O N CL U S I O N     I n t hi s  pa pe r ,  t he  l os s e s  d ue  t o p he n om e na  of  a c o us t i c  w a ve   pr opa ga t i o n  a n d a bs o r pt i o n h a ve   be e s t udi e d.  T he  a bs o r pt i on  c oe f f i c i e nt s  i dB / km  vs  s i gna l   f r e q ue nc y  f or   F ra n c o i s  a n d   G .  R .  G a rri s o n  f o rm u l a   s ho ws  t ha t  i n   ge ne r a l     i nc r e a s e s   w i t h i nc r e a s i ng  f r e que nc y  a t  a ny  f i xe d  t e m pe r a t ur e  a nd   de pt h.   F or  ve r y   s h or t - r a n ge  c o m m uni c a t i on,   t he  c o nt r i but i o of  t he  a bs o r pt i on  t e r m  i s  le s s  s i g ni f i c a nt  t ha n t he  s pr e a di n g   t er m .  A s  r an g e i n cr eas es ,  t h e ab s o r p t i o n  t er m  be gi ns  t dom i na t e ,  a ny  va r i a t i o ns  i   al s o  b ec o m es   m o r s i gni f i c a nt .   F o r   da t a  c om m u ni c a t i on,  t he  c ha n ge s  i n t he   a t t e nua t i o du e  t o s i gn a l  f r e que nc y  a r e   pa r t i c ul a r l y   im por t a nt   a s   t he  us e  o f  hi g h e r   f r e que nc i e s  w i l l   p ot e nt i a l l y   pr o vi de  hi gh e r  da t a   r a t e s .   N ev e r t h el es s ,  n o  ot he r   t y pe  of   r a di a t i on c a n c om pe t e  wi t h l ow - f r eq u e n cy  s o u n d  w a v es  t o  c o m m u n i cat e o v er  g r eat  d i s t an ces  i n   o cean i c en v i r o n m en t .       R EF ER E N C ES     [1]   G .  Burrow e s  a nd J .  Y .  K ha n,   S hort - ra nge  und e r w a t e r a c ous t i c  c om m uni c a t i on n e t w ork s :  I NT E C H Op e n   A cces s   P ubl i s he r,  2011 .   [2]   T M e l o d i a H . K u l h an d j i an , L . - C.  K uo,   a nd  E .   D e m i rors ,  " A dva nc e s   i n und e rw a t e r  a c ous t i c  ne t w orki ng, "   Mobi l e   A d H oc  N e t wor k i ng: Cut t i ng  E dg e  D i r e c t i ons ,   pp.  804 - 852,  2013.   [3]   B.  Borow s ki ,  " Cha ra c t e ri z a t i on  of a  ve r y  s ha l l ow  w a t e a c ou s t i c co m m u n i cat i o n  ch an n el ,"  i n   P r oc e e d i ngs  of   MT S/ IE E E  O CE A NS ,  2009 .   [4]   P.  S.  N a i d u S e n s or a rra y  s i gna l   proc e s s i ng:   CRC  pre s s ,  2009 .   [5]   E .  A n,  " U nde rw a t e r Cha nn e l  M ode l i ng for S ona r A ppl i c a t i ons , "  M S c  T he s i s ,  T he  G ra dua t e  S c ho ol  of N a t ura l  a n A ppl i e d S c i e nc e s   of M i ddl e  E a s t  T e c hni c a l  U ni v e rs i t y ,  2011.   [6]   H .  M e dw i a nd  C.  S .  Cl a y ,   F und am e nt al s  of  ac o us t i c al  oc e anogr aphy :  A c a de m i c   P re s s ,  1997.   [7]   F .  D e  Ra ngo ,   F .  V e l t r i ,  a nd  P .  F a z i o ,  " A  m ul t i pa t h f a di ng  c ha nne l  m ode l   for unde rw a t e s ha l l ow  a c ous t i c   c om m uni c a t i ons , "  i n   Com m uni c a t i ons  ( ICC) ,  2012 IE E E  In t e r nat i onal  Conf e r e nc e  on ,  2012,  pp.  38 11 - 3815.   [8]   W .  H .  T horp,  " A na l y t i c  D e s c ri pt i on of t he   L ow   F re que nc y  A t t e nua t i on Coe ff i c i e nt , "   T he  J our na l  of  t he  A c ous t i c al   S o ci e t o f  A m er i ca vo l .  42,  pp.  2 70 - 270,  1967 .   [9]   F .  F i s he r a nd  V .  S i m m ons ,  " S ou nd a bs orpt i on i n s e a  w a t e r, "   T he  J our nal  of  t he  A c ous t i c al  Soc i e t y  of  A m e r i c a,   vol .   62,  pp .  558 - 564 ,  1977.   0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 200 400 600 800 1000 1200 F req u en cy  ( K H z ) T r a n sm i ssi o n  L o sse s( d b ) F r e que nc y  V S .  T o t a l  pa t h l o s s e s     G eo m et ri c s p rea d i n g  l o s s A bs o r pt i o n l o s s T o t al  p at h  l o s s e s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.