نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشگاه دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره) نوشهر

چکیده

کلاتر یکی از اصلی‌ترین عوامل تولید اهداف کاذب در سونارهای فعال است. مدل‌سازی کلاتر از اولین گام‌ها برای شناسایی، کنترل و حذف این پدیده می‌باشد. چالش مورد بحث در مدل‌سازی کلاتر سونار فعال، دقت مدل ارائه شده در تقریب پارامترهای آماری کلاتر می‌باشد.   (یعنی کاهش مقدار  باعث افزایش مقدار pfa می‌شود). در این مقاله، از مدل کلاتر در سطح هیدروفون استفاده شده و سپس پارامتر شکل توزیع حاصل از شکل دهی متعارف پرتو مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. در ادامه دقت پارامتر بدست آمده در این مقاله برای تقریب کلاتر سونار فعال، به‌وسیله مقایسه آن با دادگان واقعی و مدل‌های پیشین سنجیده می‌شود.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Approximation of Active Sonar Clutter's Statistical Parameters Using Array's Effective Beam-Width

نویسندگان [English]

  • Seyed Mohammad Reza Mousavi 1
  • Mohammad Khisheh 1
  • Majid Aghababaei 2
  • Fallah Mohammadzadeh 2

چکیده [English]

Clutter is one of the main reasons which produce sonars' false alarms. Clutter modeling is the first step for recognizing, controlling and removing this phenomenon. The precision of the clutter's model, in approximating the statistical parameters of clutter, is the challenging point. The probability density function of the clutter distribution is usually determined by the K-distribution; so that the shape parameter of this distribution (α) is conversely related to the statistical parameters of the false alarm rate. This paper uses the clutter's model in the surface of the array of hydrophones and then analyzes the shape parameter's precision of the obtained distribution. In the following, the accuracy of the calculated shape parameter will be compared by other criterion parameters which describe the sonar's clutter.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Effective beam-with
  • sonar
  • Reverberation
  • Clutter
  • Modeling

[1]      خویشه، محمد، شناسایی و مدل سازی تأثیر پردازش آرایه‌ای بر روی توزیع کلاتر سونار فعال، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، 1392.

[2]      U.  Robert, “Principle of Underwater Sound”, 3rd, New York, printhall, 2002.

[3]      محمد خویشه، مجید آقابابائی، " تشخیص و کنترل کلاتر سونار فعال به روش عمیق وزین "، کنفرانس ملی مهندسی برق و کامپیوتر ، سروستان، ص 622-630، اسفند ماه 1391.

[4]      Abraham, D. A.; “The Effect of Multipath on the Envelope Statistics of Bottom Clutter,” IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2007; 32, 4, 848–861.

[5]      Abraham D. A. and Lyons A. P.; “Reverberation Envelope Statistics and their Dependence on Sonar Bandwidth and Scatterer size,” IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2004; 29, 1, 126–137.

[6]       محمد خویشه، مجید آقابابائی، فلاح محمدزاده، " کنترل کلاتر سونار فعال توسط جهت‌دهی پرتو آرایه "، فصلنامه علوم و فناوری دریا، جلد 68، شماره 1، ص 1-6، زمستان 1392.

[7]      مجید آقابابائی، محمد خویشه، فلاح محمدزاده، " توصیف آماری پراکنده سازهای فرکانس بالا در آب‌های کم عمق "، اولین همایش ملی فناوری‌های نوین دریایی ، نوشهر، شهریورماه 1392.

[8]      سید محمدرضا موسوی، محمد خویشه و حسین حردانی، "دسته بندی اهداف سوناری با استفاده از روش OMKC"، فصلنامه علوم و فناوری دریا، جلد 72، شماره 4، ص 25-35، 1393 .

[9]      C. ForbesM. EvansN. HastingsB. Peacock “Statistical Distributions”, 4th Edition, Wily, 2011.

[10]      Stewart, W. K.; Chu, D.; Malik, S.; Lerner, S. and Singh, H.; “Quantitative Seafloor Characterization Using a Bathymetric Sidescan Sonar,” IEEE Journal of Oceanic Engineering; 1994; 19, 4, 599–610.

[11]      Lyons,A. P. and Abraham, D. A.; “Statistical Characterization of High Frequency Shallow-water Seafloor Backscatter,” Journal of the Acoustic Society of the America; 1999, 106, 3, 1307–1315.

[12]      Dorfman, Y. Y. and Dyer, I.; “Monostatic and Bistatic Reverberation Statistics West of the Mid-Atlantic Ridge,” Journal of the Acoustic Society of America; 1999; 106, 4, 1755–1764.

[13]      Preston, J. R. and Abraham, D. A.; “Non-Rayleigh Reverberation Characteristics Near 400 Hz Observed on the New Jersey Shelf,” IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2004, 29, 2, 215–235.

[14]      Abraham, D. A. and Johan R.; “Monostatic and Bistatic Reverberation Statistics Echoes from Shipwreck Clutter,”; IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2010; 35, 2, 330–354.

[15]      de Theije, P. A. M. and Sindt, J. C.; “Single-Ping Target Speed and Course Estimation using a Bistatic Sonar.”; IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2006; 31, 1, 236-243.

[16]      Williams, K. L.; Jackson, D. R.; Dajun Tang; Briggs, K. B. and Thorsos, E. I.; “Acoustic Backscattering from a Sand and a Sand/Mud Environment: Experiments and Data/Model Comparisons,”;  IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2009; 34, 4, 388-398.

[17]      Abraham, D. A. and Lyons, A. P.; “Novel Physical Interpretations of K-distributed Reverberation,”; IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2002; 27, 4, 800–813.

[18]      Williams, D. P. and Fakiris E.; “Exploiting Environmental Information for Improved Underwater Target Classification in Sonar Imagery.”; IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing; 2014; 52, 10, 6284-6297.

[19]      Colin, M. E. G. D. and Beerens, S. P.; “False-Alarm Reduction for Low-Frequency Active Sonar with BPSK Pulses: Experimental Results.”; IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2011; 36, 1, 53-60.

[20]      Fandos, R.; Zoubir, A. M. and Siantidis, K.;  “Unified Design of a Feature-based ADAC System for Mine Hunting using Synthetic Aperture Sonar.”; IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing; 2014; 52, 5, 2413-2426.

[21]      Shuang, W. and Leung, H.; “A Markov Random Field Approach for Sidescan Sonar Change Detection.”; IEEE Journal of Oceanic Engineering; 2012; 37, 4, 659-669.