利用水平陣模態域波束形成判別聲源深度

摘要：針對近水面聲源和水下聲源的深度判別問題,根據近水面聲源難以激發低階模態的物理現象,研究利用聲源波數譜結構和波數位置的不同來分辨近水面聲源和水下聲源。通過采用最小方差無失真響應的譜估計方法進行模態域波束形成,補償水平陣各陣元之間各號簡正波的相位差,獲得主瓣窄、旁瓣低的聲源信號波數譜。波數譜的波數位置與頻率呈近似線性關系,水中聲速剖面、海底參數、海深都會影響波數譜的具體結構和位置。此外,聲源信號的到達角估計誤差同樣也會影響波數譜主瓣的位置估計。數值仿真結果表明,在淺海負躍層聲速剖面條件下,可利用水平陣模態域波束形成判別聲源深度,區分近水面聲源和水下聲源。