Matched field beamforming applied to sonar data

Två metoder är utvecklade och utvärderade för att förbättra planvågslobformning. Metoderna estimerar utseendet av vågfronten och använder den informationen för att förbättra lobformningen. En av metoderna använder uppskattningar av tidsskillnader mellan sensorerna för att approximera utseendet av vågfronten, och den andra approximerar vågfronten genom att matcha den mottagna vågfronten mot olika sfäriska vågfronter med olika krökningsradier. Metoderna är jämförda med en tredje metod, som antar att inkommande våg är plan. Metodernas avståndsuppskattning är också utvärderade. Båda metoderna testades med verkliga och simulerade data. Simulerade data erhölls ifrån Raylab, vilket är ett simuleringsprogram som använder strålgångs metodik. De verkliga data kom från ett fältförsök i Östersjön med en släpsonar där en staionär källa sände ut toner. Förbättringarna hos de utvecklade metoderna beror på avståndet till målet. Vid ett avstånd av 600 m framför antennerna ökar den mottagna effekten med 0,5-1 dB jämfört med planvågslobformning. Vid ett avstånd av 300 m framför antennerna ökar den mottagna effekten med cirka 2 dB. Det visade sig att det är svårt att uppskatta avståndet till målet och estimeringen är beroende av bruset i miljön. Ett mål under rörelse, vid ett avstånd av 600 m, kan avståndsbestämmas med ett fel på 150 m, när rekursiv uppdatering av kovariansmatrisen med en uppdateringskonstant på 0,25 används. När rekursiv uppdatering inte används ökar felet till 400 m.