Range Estimating Performance Evaluation of the Underwater Broadband Source by Array Invariant

In this paper the performance of a array invariant method is evaluated for source-range estimation in horizontally stratified shallow water ocean waveguide. The method has advantage of little computationally effort over existing source-localization methods. such as matched field processing or the waveguide invariant and array gain is fully exploited. And. no knowledge of the environment is required except that the received field should not be dominated by purely interference This simple and instantaneous method is applied to simulated acoustic propagation filed for testing range estimation performance. The result of range estimation according to the SNR for the underwater impulsive source with broadband spectrum is demonstrated. The spatial smoothing method is applied to suppress the effect of mutipath propagation by high frequency signal. The result of performance test for range estimation shows that the error rate is within 20% at the SNR above 10dB.

Array Invariant를 이용한 수중 광대역 음원의 거리 추정성능 분석

본 논문에서는 성층화된 천해 음향도파관 환경에서 빔-시간 강도 패턴을 이용한 음원 거리추정 기법인 배열 불변성 이론에 대한 성능을 분석하였다. 기존의 수중음원 위치추적 방법으로 잘 알려진 정합장 처리, 음향도파관 불변성 추정법 등에 비해 계산량을 절감 할 수 있고, 배열 이득을 충분히 활용할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 기타 간섭 신호원의 영향을 크게 받지 않는 상황에서는 수중 환경에 대한 자세한 사전정보가 요구되지 않는다. 기존의 수중 음원 위치 추정법들에 비해 간단하고 순간적인 음원의 거리 추정이 가능한 배열 불변성 방법의 성능을 분석하기 위해 모의 음파 전달 음장을 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 광대역을 가지는 수중 충격성 음원에 대하여 SNR 에 따른 거리 추정 결과를 나타내었고 고주파 신호의 다중경로 전파 현상을 억제시키기 위해 공간 스무딩 기법을 적용하였다. 거리추정 성능을 분석한 결과, SNR 10dB의 환경에서 20% 내의 오차율을 보였다.