浅海大孔径水平阵列差频匹配场定位研究

随着阵列孔径的增大,常规匹配场在获得更高增益的同时也面临着对失配更加敏感的风险。文章通过对接收信号和拷贝声压同时进行差频自积处理,运用差频匹配场降低了匹配场对失配的敏感度,从而提高定位的稳健性。从简正波理论出发对比了差频匹配场和常规匹配场对阵形失配、环境失配的敏感性,分析差频匹配场应用于浅海大孔径水平阵列定位的优势。仿真和实验结果表明,差频匹配场方法有更好的定位稳健性。

浅海大孔径水平阵列频移补偿定位方法

浅海波导中简正波干涉使得声场水平相关随距离出现振荡,利用声信号水平距离-频率干涉规律推导了不同阵元接收信号间的频移补偿关系式,结合大孔径阵列阵元空间分布离散度高的特点提出适用于声源频谱缓变信号的定位方法。利用频移补偿量随声源位置的变化,将两两阵元组合输出的模糊度平面叠加实现水平二维平面定位。仿真结果表明方法定位性能良好,对环境参数失配宽容性好。频移补偿后的线性相位关系有效提高了接收信号间的相关性,进而提升大孔径阵列的处理增益。阵列的孔径优势提高了空间分辨能力,模糊度平面峰值-背景比高。海试数据验证表明,10~80 km测距结果平均相对偏差为5.68%,二维平面内定位结果平均距离偏差为0.78 km。