贾雨晴1)2)3) 苏林1)2) 郭圣明1)2) 马力1)2)

1)(中国科学院水声环境特性重点实验室,北京 100190)2)(中国科学院声学研究所,北京 100190)3)(中国科学院大学,北京 100049)(2018年1月17日收到;2018年5月15日收到修改稿)

1 引 言

匹配场声源定位是水声学研究中的经典问题,近年来又成为国内外关注的热点[1−6].匹配场处理[7](matched field processing,MFP)利用声场模型计算得到阵接收声场的幅度和相位,形成拷贝声场向量,再与从实际阵接收数据中分析得到的接收声场向量进行相关处理[8],实现声源定位、环境参数估计.MFP充分利用了水声信道多途传播特点,属于一种广义的波束形成技术.

近几十年来,利用垂直阵、水平阵的匹配场声源定位方法已经得到了深入研究[9−14].垂直阵不仅是理论分析和仿真定位的起点,而且在实际实验中也是最容易实现的,因此水声实验主要选择垂直阵作为声接收阵.对于全海深布放的垂直线列阵,环境无失配时可以较好地分辨目标的深度信息和距离信息;而在无指向性水听器阵且不存在阵倾斜的情形下,垂直阵几乎没有方位分辨能力.垂直阵的定位性能受其孔径的影响,而阵列孔径被海深严格限制,在实际应用中局限较大.在定点实验中,垂直阵的系留布放形式通常会造成阵倾斜,从而使定位性能下降.对于水平阵,它具有良好的方位分辨能力,并且对位于端射方向的声源可以实现深度和距离的定位,但对于其他方位的声源,特别是正横方向的声源,定位性能大大降低,并且在满足……