Passive sonar system forms the various beams in any desired directions to obtain the improvement in Signal-to-Noise (S/N) ratio, bearing detection and localization of targets, and the attenuation of interferences from other directions. The improvement of beamforming is very important to detect modern underwater targets as noise reduction technology leads to considerably low-level acoustic emissions in the long range in complex environmental sea. In this paper, we proposed the spatial cross correlation beamforming (SCCBF) algorithm using cross correlation matrix of individual hydrophone pairs of linear array sensors. By the theoretical analysis and simulation, the proposed SCCBF is demonstrated that its performances compared to conventional beamforming (CBF) output can be obtain above 3dB of array gain and about half of beam width represented the bearing accuracy in target detection. Also, this paper presents sea test result of linear passive sonar system that the proposed algorithm implemented.
수동 소나 시스템에서는 신호대 잡음비의 향상, 표적의 방위 탐지 및 위치 데이터 산출, 간섭신호 제거 등을 위하여 지향성 빔을 만들어 사용한다. 주변환경이 복잡한 해양에서 저소음의 표적을 원거리에서 탐지하기 위해서는 지향성 빔의 특성을 향상시킬 필요가 있다. 본 논문에서는 선형으로 배열된 센서에서 각 센서 쌍들의 상호상관 행렬을 이용한 SCCBF (Spatial Cross Correlation Beamforming) 알고리즘을 제안하였다. 이상적인 조건하에서 제안된 SCCBF는 기존의 CBF (Conventional Beamforming)에 비해 배열 이득이 3 dB 이상 향상되고 표적의 탐지 방위 정확도를 나타내는 빔 폭이 CBF보다 0.5배 정도가 됨을 이론적으로 검증하고, 시뮬레이션을 통하여 이를 입증하였다. 또한 제안된 알고리즘을 적용한 선배열 수동 소나 시스템의 해상 시험 결과를 제시하였다.