Thiết kế giải pháp beamforming miền tần số cho hệ thống sonar thụ động trong môi trường biển nông

Tóm tắt

Bài báo này phát triển giải pháp định hình chùm tia miền tần số cho các hệ thống sonar thụ động hoạt động trong môi trường nước nông, nơi tín hiệu âm bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự lan truyền đa đường và suy giảm thay đổi theo không gian. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa cấu hình định hình chùm tia bằng cách phân tích ảnh hưởng của các thông số xử lý chính, cụ thể là độ dài FFT, loại cửa sổ và tỷ lệ chồng lấn, đến hiệu suất hệ thống, bao gồm độ rộng chùm tia bán công suất (HPBW), tỷ lệ đỉnh-thùy phụ (PSLR) và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đầu ra (SNR_out). Các thí nghiệm mô phỏng đã được tiến hành bằng cách sử dụng ba nguồn băng hẹp ở tần số 800, 900 và 1200 Hz, đại diện cho dải tần số hoạt động điển hình của các hệ thống sonar thụ động trong điều kiện nước nông. Dựa trên các kết quả thu được, cấu hình Biến đổi Fourier thời gian ngắn (STFT) tối ưu được đề xuất để cân bằng hiệu suất và chi phí tính toán trong dải tần số 800 - 1200 Hz, mang lại khả năng ứng dụng thực tế cho các hệ thống sonar thụ động hoạt động trong môi trường nước nông của Việt Nam.