該文研究了在斜坡海底環(huán)境中,通過基于射線的盲解卷積（RBD）方法,利用隨機(jī)聲源發(fā)出的信號來估計信道響應(yīng)（CIR）的有效性,并討論了不同信噪比和海底坡度情況下,RBD估計到的CIR與CIR理論值的相關(guān)性,對2016年美國圣巴巴拉海峽實驗進(jìn)行了仿真驗證。RBD方法通過寬帶波束形成估計隨機(jī)聲源的相位,以得到聲源和接收陣之間的CIR。仿真結(jié)果表明,斜坡海底情況下RBD方法仍能較為準(zhǔn)確地估計信道的CIR,噪聲和海底坡度的變化均會對RBD估計到的CIR的精確度產(chǎn)生一定的影響。在具有一定粗糙度的斜坡海底波導(dǎo)或存在海底山丘的波導(dǎo)中,RBD仍然可以對CIR進(jìn)行有效估計。 

【文章來源】：應(yīng)用聲學(xué). 2020,39(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

仿真環(huán)境示意圖及利用Bellhop產(chǎn)生的CIR圖

其中，xcorr表示求互相關(guān)系數(shù)。所得的平均互相關(guān)系數(shù)隨距離的變化關(guān)系如圖3(b)中藍(lán)線所示。圖3(b)中其他曲線為對接收信號增加不同SNR的噪聲時，其平均互相關(guān)系數(shù)隨距離的變化關(guān)系�？梢钥闯觯S著SNR的減小，平均互相關(guān)系數(shù)也在隨之減小。一般認(rèn)為，歸一化相關(guān)系數(shù)大于0.7時，兩點(diǎn)間的聲場相關(guān)性較好，所以這里兩信道響應(yīng)間相關(guān)性的判別也選取了0.7作為參考依據(jù)，李整林等[13]也有類似處理。當(dāng)SNR小于10 d B時，平均互相關(guān)系數(shù)小于0.7，表明RBD-CIR與CIR的相關(guān)性非常小或不相關(guān)，RBD對CIR的估計無效。當(dāng)SNR不同時，隨著聲源-接收距離r的增加，平均互相關(guān)系數(shù)均逐漸增大，這意味著估計到的RBD-CIR越準(zhǔn)確。這是由于隨著聲源-接收距離r的增加，聲源所發(fā)出的信號在接收陣上越接近平面波，波束形成的結(jié)果越精確，從而估計的RBD-CIR越精確。3 平斜坡海底信道

由于αb與ω成正比，所以RL與ω?zé)o關(guān)。根據(jù)圖1(a)海底參數(shù)所得到的海底反射損失與聲線入射角θw的關(guān)系如圖4(b)所示。當(dāng)海底坡度?越大時，其入射角θw越小，海底反射損失RL越大，導(dǎo)致海底反射波的幅度越小。對比海底坡度?分別為-2?、1?和5?時的CIR(圖5第一列)與RBD-CIR(圖5第二列)在聲源-接收間距r為2.5 km處的結(jié)果可以看出，當(dāng)海底坡度不同時，RBD均可以對CIR的幅度和相位進(jìn)行較為準(zhǔn)確的估計。在這里，與水平面海底的情況類似，也將RBD-CIR的直達(dá)波在第一個VLA陣元上的到達(dá)時間人工平移到1 s處。由于RBD方法無法估計出聲源與接收陣之間的絕對到達(dá)時間，所以圖5的第一列與第二列的時間軸是不同的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]深海大深度聲場垂直相關(guān)特性[J]. 李整林,董凡辰,胡治國,吳雙林.  物理學(xué)報. 2019(13)



本文編號：3455053