Split-beam correlation processing

Split-beam korrelation är en teknik för passiv bäringsbestämning till en undervattensljudkälla. Tekniken kan vara ett attraktivt spaningsalternativ för bogserade antenner eller när flera linjära antenner installerats på bottnen. Det främsta fördelen jämfört med klassisk lobformning är den förbättrade upplösningen i bäring speciellt vid höga signal/brus-förhållanden. Föreliggande rapport behandlar tillämpningar för split-beam tekniken. Syftet är att i framtiden kunna studera metodens tillämpbarhet inom grunda vattenområden. En sådan studie kräver en horisontell antenn med en apertur som innehåller många våglängder av den högsta signalfrekvensen och där de enskilda hydrofonerna har ett inbördes avstånd av minst en halv våglängd. Data från fältförsök i kustnära grunda vatten har analyserats och presenteras i denna rapport. Koherensmätningarna indikerar att miljön i detta fall gynnar koherens-längder i storleksordningen 200 m för frekvenser under 250 Hz. Den förmodade förbättrade koherensen med sjunkande frekvens är inte uppenbar. I fallet med högre frekvenser kan denna iakttagelse förklaras med förändringar av ljudhastigheten inom vattenpelaren och av vågrörelser i vattenytan som inverkar på strålgången inom grunda vattenområden. Med några undantag ökade koherensen med minskat avstånd mellan hydrofonerna. Split-beam analysen är utförd på data från en i stort sett horisontell antenn med samma apertur som den experimentellt härledda koherenslängden. Antennens element satt tämligen glest. Avståndet mellan hydrofonerna var upp till femton gånger längre än vad som skulle ha varit lämpligt för ljudkällans bandbredd. Som en konsekvens härav bildas störande sidolober. I synnerhet bidrar den kustnära miljön störande med bland annat ljudreflexer från omgivningen. Lobeffekten som funktion av bäringen visar läget för ljudkällan men också ett antal falska riktningar troligen beroende av de kraftiga sidoloberna. Inget slutgiltigt resultat kan därför presenteras genom split-beam korrelationen utifrån de data som har analyserats.