基于均匀圆阵的简正波模态分解

摘要

浅海波导海洋环境复杂,声波往往以简正波的形式进行传播。简正波的模态分离对于浅海波导中的目标探测与定位有着重要的意义。由于线阵在做模态分离时有着很大的局限性,本文结合简正波的传播特性基于均匀圆阵提出了一种简正波模态分离方法。首先应用圆阵对目标方位进行估计,结合方位信息利用模态域波束形成原理,做波数域上的波束形成,得到各阶简正波的模态强度并实现波数域上的模态分离。本文从理论上推导了圆阵上的模态域波束形成以及模态分离的过程,并用仿真对圆阵的模态分离方法进行了验证。仿真结果表明:该算法无需海洋环境条件作为先验知识,即可在波数域对模态进行分离,并能对水平波数做出较为准确的估计。