A shallow-water modal separation method based on multi-frequency joint sparse modeling
Abstract
浅海波导中利用水平线列阵对被动目标辐射信号(如舰船辐射噪声,机会声源信号等)进行准确模态分离是浅海被动探测的一大难题,现有方法通常在各频点上相互独立地进行处理,未能充分利用模态在不同频率上的相关性,在模态分离时对阵列孔径和信噪比提出了较高要求.针对这一问题,本文将波导不变量作为物理先验,在浅海模态色散关系约束下构建跨频一致的模态水平波数字典，并在稀疏贝叶斯学习框架下实现多频共稀疏的模态分离.数值仿真结果表明,在设定波导环境下,与现有代表性方法相比,所提方法在分离全部模态时所需阵列孔径可降低20%以上,在低信噪比条件下仍保持较高的分离准确性和稳健性,且性能随频点间隔的减小而进一步提升;即使在波导不变量存在较大失配的情况下,低阶模态仍能较为准确地分离.最后,基于2021年南海某浅海区域水平线列阵被动探测试验数据对该方法进行验证,海试结果进一步证明了所提方法在实际海洋环境中的可行性.
Fields of Study & Subjects
Seismic Imaging and Inversion Techniques
Seismic Waves and Analysis
Geotechnical Engineering and Soil Mechanics
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 6
- Publication date
- 1 January 2026