Detection and identification of a low-noise moving source against the background of noise from short-range shipping in shallow sea

Abstract

В статье получено модельное описание звуковых полей в волноводе жидкий слой – твердое полупространство в диапазоне частот, меньших первой критической частоты модельного волновода. Выполнено экспериментальное исследование звуковых полей в скалярно-векторном описании, создаваемых движущимся малошумным источником, в присутствии интенсивных шумов ближнего судоходства. Для обнаружения малошумного источника на фоне шумов ближнего судоходства использована вертикальная приемная система, оснащенная комбинированными приемниками, помехоустойчивость которых существенно увеличена использованием алгоритмов обработки по полному набору информативных параметров, характеризующих скалярно-векторную структуру звукового поля. Выполнена верификация модельного описания путем сравнения параметров вертикальной структуры звуковых полей с экспериментальными данными. Для обнаружения и идентификации малошумного движущегося источника в звуковом диапазоне частот использованы параметры инвариантной структуры звукового поля, соответствующей движению источника. Выполнен спектральный анализ дискретных составляющих вально-лопастного звукоряда малошумного источника, подтвердивший его обнаружение на всем интервале наблюдения. The article provides a model description of sound fields in a waveguide consisting of a liquid layer and a solid half-space in the frequency range below the first critical frequency of the model waveguide. An experimental study of sound fields in a scalar-vector description, created by a moving low-noise source, in the presence of intense short-range navigation noise, has been carried out. A vertical receiving system equipped with combined receivers is used to detect a low-noise source against the background of short-range shipping noise. Noise immunity of receivers is significantly increased by using processing algorithms for a full set of informative parameters characterizing the scalar-vector structure of the sound field. The model description is verified by comparing the parameters of the vertical structure of sound fields with experimental data. The parameters of the invariant structure of the sound field corresponding to the movement of the source are used to detect and identify a low-noise moving source in the sound frequency range. A spectral analysis of the discrete components of the shaft-blade sound scale of a low-noise source was performed, which confirmed its detection over the entire observation interval.