Пространственная обработка акустических сигналов в океанических волноводах на фоне шумов ветрового происхождения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследуется влияние корреляционных характеристик шума, генерируемого ветровыми источниками, на эффективность пространственной обработки сигналов, принимаемых горизонтальной антенной решеткой в океанических волноводах со взволнованной поверхностью. Проанализированы коэффициенты усиления антенны для трех методов пространственной обработки: стандартного метода ФАР, метода оптимальной линейной обработки и метода оптимальной квадратичной обработки. Приведены результаты численного моделирования для гидрологических условий Баренцева моря и Тихого океана в зимний период. Основное внимание уделяется зависимости коэффициента усиления антенны от расстояния до источника. Проводится сравнение коэффициентов усиления антенны, рассчитанных с использованием модели ветрового шума и традиционной модели шума, некоррелированного на ее элементах.

Об авторах

М. А. Раевский

Институт прикладной физики РАН

Email: bvg@appl.sci-nnov.ru
Россия, 603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова 46

В. Г. Бурдуковская

Институт прикладной физики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bvg@appl.sci-nnov.ru
Россия, 603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова 46

Список литературы

  1. Katsnelson B., Petnikov V., Lynch J. Fundamentals of shallow water acoustics. New York, Dordrecht, Heildelberg, London: Springer, 2012.
  2. Jensen F.B., Kuperman W.A., Porter M.B., Schmidt H. Computational ocean acoustics. New York, Dordrecht, Heildelberg, London: Springer, 2011.
  3. Монзиго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986. 448 с.
  4. Baker C.R. Optimum quadratic detection of a random vector in Gaussian noise // IEEE Trans. Commun. 1966. V. 14. № 6. P. 802−805.
  5. Morgan D.R., Smith T.M. Coherence effects on the detection performance of quadratic array processors, with applications to large-array matched-field // J. Acoust. Soc. Am. 1990. V. 87. № 2. P. 737−747.
  6. Малеханов А.И., Таланов В.И. Об оптимальном приеме сигналов в многомодовых волноводах // Акуст. журн. 1990. Т. 36. № 5. С. 891−897.
  7. Давидан И.Н., Лопатухин Л.И., Рожков В.А. Ветровое волнение в Мировом океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 256 с.
  8. Городецкая Е.Ю., Малеханов А.И., Сазонтов А.Г., Фарфель В.А. Влияние эффектов дальнего распространения звука в случайно-неоднородном океане на потери усиления горизонтальной антенной решетки // Акуст. журн. 1996. Т. 42. № 5. С. 615−622.
  9. Завольский Н.А., Малеханов А.И., Раевский М.А. Сравнительный анализ методов пространственной обработки сигналов, принимаемых горизонтальной антенной решеткой в канале мелкого моря со взволнованной поверхностью // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 5. С. 608−618.
  10. Бурдуковская В.Г., Малеханов А.И., Раевский М.А. Влияние анизотропного ветрового волнения на эффективность пространственной обработки акустических сигналов в мелком море // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 6. С. 617−625.
  11. Kuperman W.A., Ingenito F. Spatial correlation of surface generated noise in a stratified ocean // J. Acoust. Soc. Am. 1980. V. 67. P. 1988–1996.
  12. Завольский Н.А., Раевский М.А. Горизонтальная анизотропия динамических шумов в глубоком и мелком море // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 2. С. 197−202.
  13. Раевский М.А., Бурдуковская В.Г. Многократное рассеяние океанического шума на ветровом волнении в мелком море // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 5. С. 514−520.
  14. Артельный В.В., Раевский М.А. О статистических характеристиках нормальных волн в волноводе с объемными неоднородностями // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1984. Т. 27. № 9. С. 1142−1150.
  15. Горская Н.С., Раевский М.А. О многократном рассеянии низкочастотных акустических волн на поверхностном волнении // Акуст. журн. 1986. Т. 32. № 2. С. 165−171.
  16. Раевский М.А., Хилько А.И. О пространственно-временной когерентности низкочастотных акустических волн в мелком море с флуктуирующими параметрами // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 3. С. 369−376.
  17. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. М.: Наука, 2007. 370 с.
  18. Урик Р.Д. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. 444 с.

Дополнительные файлы


© М.А. Раевский, В.Г. Бурдуковская, 2023