Synthetic aperture matched field approach to acoustic source localization in a shallow-water environment

Résumé

Le traitement de champs appariés est une technique en cours de développement pour localiser des sources acoustiques et inverser les champs acoustiques mesurés afin de déterminer les propriétés de guides d’ondes. On signale que cette technique a eu beaucoup de succès en eau profonde et, dernièrement, elle a eu des résultats prometteurs pour localiser des sources acoustiques en eau peu profonde. Ce rapport décrit une expérience menée lors de l’essai dans les eaux peu profondes du Banc ouest près de l’île de Sable sur le plateau continental du Canada. Cette expérience consistait à examiner les performances de localisation d’une antenne verticale ne comprenant que quatre hydrophones et couvrant environ le tiers de la colonne d’eau vis à vis d’une cible à rapport signal/bruit relativement faible dans un environment dépendant dans une faible mesure de la distance. Lors de cette expérience, la cible émettait une série de tonalités basse fréquence détectables par analyse de Fourier de la série chronologique reçue. En estimant la phase du signal reçu en fonction du temps, on a pu estimer la variation relative de la distance de la cible pendant un intervalle donné. En utilisant un processeur de champs appariés de Bartlett modifié, on a incorporé l’information de phase pour estimer la distance et la profondeur absolues de la cible pendant le même intervalle. Les résultats de cette expérience indiquent que la localisation par champs appariés peut être grandement améliorée si l’on incorpore de l’information auxiliaire telle que la discordance de phase du signal. Dans ce cas, les performances de l’antenne verticale s’approchent de celles attendues d’un antenne planaire ayant le même dimension verticale que le récepteur en cause et une dimension horizontale déterminée par l’intervalle pendant lequel on estime la discordance de phase.