申请/专利权人：自然资源部第三海洋研究所;中国科学院声学研究所

申请日：2024-01-24

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117938281A

主分类号：H04B17/309

分类号：H04B17/309;H04B13/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：一种适用北极深海表层波导折射类简正波的模态分离方法，涉及水声信号处理。包括北极深海表层波导折射类简正波的warping变换算子和逆变换算子、模态分离方法、频散曲线提取方法。根据北极深海典型声速剖面的整体特点，对北极深海表层的声速剖面进行线性正梯度近似，基于海洋声场的简正波理论，根据北极深海表层波导的折射类简正波的一个完整跨度的相移特点，利用WKB近似推导北极深海表层折射类简正波的本征值近似表达式，根据稳相法推导北极深海表层折射类简正波的瞬时相位表达式，得到适用于北极深海表层波导折射类简正波的warping变换算子和逆算子，从而开展北极深海表层波导折射类简正波的模态分离和频散曲线提取工作。

主权项：1.一种适用北极深海表层波导折射类简正波的模态分离方法，其特征在于包括以下步骤：1在北极深海海域布放水声信号采集设备，设备的工作形式为浮标或潜标形式，接收水听器深度设在北极深海海域的表层深度内，对该北极深海海域测量完全水深的声速剖面；2对于测量的完全水深的深海声速剖面，分析该声速剖面是否为两段正梯度且较浅段梯度明显大于较深段梯度的声速剖面，则该北极深海海域形成北极深海表层折射类简正波的声传播波导；3对于接收的声信号根据时域波形开展时频分析，关注接收声信号的低频段成分，分析该信号在低频段内是否具有明显的多个简正波的频散结构，分析该频散结构是否为随时间和频率上升的频散结构，即北极深海表层波导折射类简正波的上升型频散结构，若是，则将其判断为具有北极深海表层折射类简正波形成的频散结构；4对于步骤3判断为具有北极深海表层折射类简正波形成的频散结构的接收声信号，对接收声信号的时域波形开展适用于北极深海表层波导折射类简正波的warping变换，对变换之后的信号进行时频分析和频谱分析，根据各个折射类简正波的频散结构是否变化为各个单频信号判断该变换结果是否成功；5利用带通滤波器对变化之后的信号进行滤波，分离出各个折射类简正波变换之后的信号，再利用适用于北极深海表层波导折射类简正波的warping逆变换算子对信号进行逆变换，获得各个折射类简正波独自的时域声信号，实现北极深海表层波导折射类简正波的模态分离；6将各个简正波的时域声信号进行时域上的叠加，分析其时域波形和时频分析，与原始声信号的时频分析图进行对比，判断模态分离工作是否正常分离出各个折射类简正波的时域声信号；7对于各个折射类简正波独自的时域声信号，开展时域波形的时频分析，提取各个声信号在时频域的二维强度峰值曲线，获得各个折射类简正波的频散曲线，通过将各个折射类简正波的频散曲线叠加后与原始声信号的时频分析图进行对比，判断是否正确提取了各个折射类简正波的频散曲线，若两者一致，则实现北极深海表层波导折射类简正波的频散曲线提取。

全文数据：

权利要求：

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