孔德智 孙超 † 李明杨 卓颉 刘雄厚3)

1) (西北工业大学航海学院, 西安 710072)

2) (海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室, 西安 710072)

3) (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)

1 引 言

深海波导具有尺度范围大、干涉结构明显等特点, 声源激发的声场也呈现出明显的传播模式, 如影区、汇聚区、表面波导等[1].当接收阵列位于声源传播声场的非汇聚区或者远距离区域, 接收数据的信噪比将会显著下降, 这对水下声源检测[2]极为不利.此外, 相较于浅海波导的起伏多变, 深海环境相对稳定, 通常可以不考虑其环境参数的不确定性, 因此可采用多快拍数据处理以提高检测器的时间增益.目前关于深海波导的研究多集中在其声场的传播模式[1]及其远距离传播声场的空间相关特性[3]等领域, 而水下声源检测的工作还比较少见.

水下声源检测是水声信号处理的重要任务之一, 同时也为后续的定位、跟踪和识别等工作奠定基础.近年来, 将水声物理场的相关理论运用到水下声源检测中成为提高检测性能的主要途径之一,关于这部分的研究工作主要集中于浅海环境[4-10].基于水声传播理论构建信号检测模型, 确定海洋波导中的最优检测器为匹配模型检测器(matched model detector, MMD)[4-5], 它表征了这类检测器所能达到的检测性能上限.MMD将接收数据(通常在频域)与声传递函数做相关运算的结果作为检测统计量, 然而由于实际中波导环境不确定和声源位置未知……