Detection of Echo Signals Taking Into Account the Multipath Effect of the Waveguide and the Multispecularity of the Reflector

V. N. Drachenko; Драченко В. Н.; G N. Kuznetsov; Кузнецов Г. Н.; A. N. Mikhnyuk; Михнюк А. Н.

doi:10.31857/S032079192360049X

Detection of Echo Signals Taking Into Account the Multipath Effect of the Waveguide and the Multispecularity of the Reflector

Authors: Drachenko V.N.¹, Kuznetsov GN.¹, Mikhnyuk A.N.²
Affiliations:
1. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia
2. Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University), 117198, Moscow, Russia
Issue: Vol 69, No 4 (2023)
Pages: 465-477
Section: АКУСТИКА ОКЕАНА. ГИДРОАКУСТИКА
URL: https://vestnik.nvsu.ru/0320-7919/article/view/648325
DOI: https://doi.org/10.31857/S032079192360049X
EDN: https://elibrary.ru/BWGFON
ID: 648325

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

In the shelf zone, an experimental study was conducted on the possibility of increasing the probability of detecting echo signals against an noise background as a result of taking into account the multipath waveguide model and design features of the reflector. The possibility of increasing the tracking range and reducing the probability of false alarms is experimentally substantiated with an algorithm that uses the duration of the time interval during which a sequence of signals reflected from one reflector is observed due to the multipath propagation of signals and multispecularity of the reflected signal, if the target structure is complex and includes several offset reflectors. Recommendations are given on the choice of intervals, the sampling lengths within which summation of the energy of the reflected signals is possible. It is shown that as a result of signal power accumulation using an algorithm that partially takes into account the echo signal model, the target tracking time increases and false alarms decrease.

Keywords

model of a multi-beam acoustic channel, multispecular reflector, detection and tracking of a target using power accumulation over the interval of observation of reflected signals, simulation, experiment, reduction of false alarms, increase in tracking range

References

Bangs W.J., Shultheiss P.M. Space-time processing for optimal parameter estimation // Signal Processing. Eds. by Griffiths J., Stocklin P., Schooneveld C. London: Academic, 1973. P. 577–591.
Baggeroer A.B., Kuperman W.A., Schmidt H. Matched field processing: Source localization in correlated noise as optimum parameter estimation problem // J. Acoust. Soc. Am. 1988. V. 83. № 2. P. 571–587.
Малышкин Г.С. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. СПб.: ОАО “Концерн “ЦНИИ “Электроприбор”””, 2011. Т. 1, 2.
Клячкин В.И., Подгайский Ю.П. Адаптивная обработка многолучевых сигналов в задачах обнаружения и оценивания: по данным отечественной и зарубежной печати за 1980–1990 гг. Обзор. Л.: ЦНИИ Румб, 1991. 48 с.
Михнюк А.Н. Идентификация и уточнение координат целей, обнаруживаемых мультистатической системой подводного наблюдения // Гидроакустика. 2013. Вып. 18(2). С. 81–89.
Кузнецов Г.Н., Михнюк А.Н., Полканов К.И. Использование буксируемого векторно-скалярного модуля и согласованной фильтрации для однозначной оценки координат широкополосного источника в пассивном режиме // Гидроакустика. 2015. Вып. 24(4). С. 36–51.
Машошин А.И. Помехоустойчивость выделения максимумов в корреляционной функции широкополосного шумового сигнала морского объекта, обусловленных многолучевым распространением сигнала в водной среде // Акуст. журн. 2001. Т. 47. № 6. С. 823–829.
Машошин А.И. Исследование условий применимости корреляционной функции широкополосного многолучевого сигнала для оценки координат источника // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 3. С. 307–313.
Тимошенков В.Г. Оценка вероятности правильного обнаружения бликовой структуры портрета цели по эхосигналу для гидролокатора освещения ближней обстановки // Гидроакустика. 2017. Вып. 32(4). С. 51–55.
Тимошенков В.Г. Боковое поле функции неопределенности многобликового псевдошумового сигнала // Гидроакустика. 2018. Вып. 36(4). С. 50–55.
Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Трофимов А.Т., Трусова О.И., Тихомиров М.М., Хилько А.А., Малеханов А.И., Коваленко В.В., Хилько А.И. Высокочастотное акустическое наблюдение неоднородностей в мелком море с неровным дном в присутствии сильной реверберации // Акуст. журн. 2001. Т. 57. № 5. С. 642–648.
Гусев В.Г. Системы пространственно-временной обработки гидроакустической информации. Л.: Судостроение, 1988. 283 с.
Middleton D. An Introduction to Statistical Communication Theory. New York: McGraw-Hill, 1960.
Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. 656 с.
Драченко В.Н., Кузнецов Г.Н. Исследование эффективности малогабаритных гидролокационных станций для обнаружения пловцов в шельфовой зоне // Гидроакустика. 2020. Вып. 43(3). С. 31–41.