孟瑞洁 周士弘 李风华 戚聿波

1)(中国科学院声学研究所,声场声信息国家重点实验室,北京 100190)

2)(中国科学院大学,北京 100049)

1 引 言

浅海波导中低频传播声场可用简正模理论来表征,接收声场由一系列简正模态叠加而成,每一阶简正模都具有不同的频散特性.不同简正模成分自身或其相互干涉特征都携带了海洋环境参数和声源位置信息,利用信号处理方法过滤和判别简正模阶数后,其频散信息可用于环境参数反演[1−7]及被动声源定位[8−13].

WARPING变换利用简正波的频散特性,能够更有效地分离过滤简正模[10].Zhou等[14]利用常规WARPING变换算子[15,16],提出了声场特征频率不变性概念,给出了干涉简正模特征频率表达式、声源距离与特征频率的关系式,并提出基于单阵元信号自相关函数WARPING变换的声源距离估计方法.戚聿波等[17,18]进一步提出了时域和频域波导不变量(b)基WARPING变换算子,并提出了基于b-WARPING变换的声源距离估计方法.王冬等[9]提出了一种基于信号能量密度函数的WARPING变换,有效消除了海底对变换特征频率的影响,并将其用于声源距离的被动估计.李晓曼等[12]提出了一种适用于具有液态半无限空间海底的浅海波导中声源的单水听器被动测距方法.这些方法采用引导源或声场模型来提供声场特征参考量,假定了分离的干涉简正模阶数,与引导源激发声场或者仿真声场中的相应简正模组合进行匹配定位.然而,实际工作中,由于不同组合简正模干涉频散特征……