[发明专利]利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法

权利要求书

1.一种利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1、波数谱估计，将接收到的宽带阵元域信号进行处理得到水平波数谱；

步骤2、水平波数提取，寻找不同频率下水平波数谱的峰值估计出水平波数；

步骤3、垂直波束提取，由垂直波数与水平波数的关系估计得到垂直波数；

步骤4、拷贝场构建，通过估计得到的垂直波束构建拷贝场到达结构；

步骤5、测量场构建，将相移后的阵元信号叠加，从而最大程度地拾取声场信息；

步骤6、模糊度面构建，匹配测量场和拷贝场得到深度估计模糊度面。

2.根据权利要求1所述的利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：在基于虚源理论推导海底反射区的声波到达结构后，根据到达结构与声源-接收器深度之间的正弦调制关系，计算匹配到达结构的非相干模糊度面得到深度估计结果。

3.根据权利要求1所述的利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：步骤1的不同频率下水平波数谱的估计定义为：

式中L代表基阵的长度，k_r为水平波数，ω为声源的角频率，f为频率，z_s为声源深度，z_r为接收器深度，R为声源到接收器的水平距离，r对应了各阵元与声源的水平距离，假设基阵沿着声传播的方向放置，忽略水平方位角的情况下，选取

r＝(0,d,2d,…,L) (2)

式中d为阵元间距，L＝(N-1)d为阵长，N为水平阵的阵元个数。

4.根据权利要求1所述的利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：步骤2的水平波数提取通过寻找不同频率下水平波数谱的峰值来实现：

其中波浪线代表估计的波数。

5.根据权利要求1所述的利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：步骤3的垂直波数k_z由以下公式计算得到：

6.根据权利要求1所述的利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：步骤4的拷贝场由到达结构构建得到：

|P_replica(z；f)|＝|sin(k_zz_r)sin(k_zz)| (5)。

7.根据权利要求1所述的利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：步骤5的拷贝场通过水平阵多阵元相移补偿后的叠加得到：

8.根据权利要求1所述的利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，其特征在于：步骤6的匹配到达结构的模糊度面定义为：

式中f_h和f_l分别为处理频带的上下界，测量场|P_measured(z_s；f)|，拷贝场|P_replica(z；f)|。