Модели распространения акустических сигналов и шумов в океанических волноводах с взволнованной поверхностью и эффективность пространственной обработки сигналов

Для акустических волноводов с нерегулярной свободной границей исследуется эффективность пространственной обработки сигналов на апертуре вертикальной и горизонтальной антенных решёток. Основное внимание уделяется совместному использованию статистических моделей сигнала и шума, генерируемого вблизи границы волновода дипольными источниками, и оптимальных алгоритмов обработки частично когерентных сигналов. Предлагаемые модели сигнала и шума учитывают эффекты многократного рассеяния акустических мод. На основании полученных теоретических результатов проведены компьютерные расчёты коэффициента усиления антенных решёток различной ориентации для океанического волновода с взволнованной поверхностью и регулярными параметрами, характерными для мелкого моря. Анализируются зависимости коэффициентов усиления антенной решётки от дистанции и скорости ветра для различных алгоритмов пространственной обработки. Обсуждается влияние на эти результаты межмодовых корреляций сигнала и статистической модели шума.

На английском языке

Models of propagation of acoustic signals and noise in oceanic waveguides with waved surface and the efficiency of spatial processing of signals

Raevskii M.A. and Burdukovskaya V.G.

We study the efficiency of the spatial processing of signals at the aperture of the vertical and horizontal antenna arrays for acoustic waveguides with irregular free boundaries. The main attention is paid to joint use of statistical models of signal and noise, which is generated near the waveguide boundary by dipole sources and optimal algorithms for processing of partially coherent signals. The proposed models of signal and noise allow for the effects of multiple scattering of acoustic modes. On the basis of the obtained theoretical results, we perform computations of the gain of the antenna arrays of various orientations for an oceanic waveguide with a waved surface and regular parameters, which are characteristic of shallow sea. The dependences of the antenna-array gain on the distance and wind velocity are analyzed for various spatial-processing algorithms. The influence of the intermode signal correlations and the statistical model of noise on these results are discussed.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2023_66_12_1068

Пример ссылки для цитирования:

Раевский М.А., Бурдуковская В.Г. Модели распространения акустических сигналов и шумов в океанических волноводах с взволнованной поверхностью и эффективность пространственной обработки сигналов // Изв. вузов. Радиофизика. 2023. Т. 66, № 12. C. 1068–1093.