The Journal of the Acoustical Society of Korea (한국음향학회지)

The Acoustical Society of Korea (한국음향학회)
권호 표지

Matched Field Source Localization and Interference Suppression Using Mode Space Estimation

정합장 기반 표적 위치추정 시 모드공간 분석을 통한 간섭 신호 제거 기법

  • Published : 2008.01.31
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Abstract

Weak target detection and localization in the presence of loud surface ship noise is a critical problem for matched field processing (MFP) in shallow water. For stationary sources, each signal component of received signal can be separated and interference can be suppressed using eigen space analysis schemes. However, source motion, in realistic cases, causes spreading of signal energies in their subspace. In this case, eigenvalues of target and interfere signal components are mixed and hard to be separated with usual phone space eigenvector decomposition (EVD) approaches. Our technique is based on mode space and utilizes the difference in their physical characteristics of surface and submerged sources. Performing EVD for modal cross spectral density matrix, interference components in the mode amplitude subspace can be classified and eliminated. This technique is demonstrated with synthetic data, and results are discussed.

천해 영역에서 선박과 같은 수상 소음원의 간섭 신호는 정합장처리를 이용한 수중 표적 탐지 및 위치추정 기법 적용에 있어 문제점으로 남아있다. 정지 음원의 경우 수신기공간의 음장에 대한 고유벡터분해를 통해 각 음원 성분을 분리하고 간섭 신호 성분을 제거할 수 있다. 하지만 일반적인 이동 음원 환경에서는 각 신호 성분의 에너지가 수신 음장의 부분공간에 퍼지게 되므로, 고유값 분포 비교만으로 각 신호 성분을 구별하기 어렵게 되거나 하나의 고유벡터에 각 신호성분이 섞이는 경우도 발생한다. 본 논문에서는 수상 음원과 수중 음원 신호의 물리적 특성 차이를 이용한 모드공간 간섭 신호 제거 기법을 제안하였다. 이 기법은 모드-공분산행렬에 대한 고유벡터분해를 통해 간섭 신호 성분을 판별하며, 이 성분들을 부분공간에서 제거함으로써 차폐되었던 표적 신호를 복원하고 위치추정을 가능하게 한다. 이를 모의실험을 통해 확인하고 결과에 대해 논의하였다.

Keywords

References

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