Введение. 
Моделирование пространственных спектров

Современное развитие технологии создания векторно-скалярных многокомпонентных приемников вызывает интерес к использованию векторно-скалярных антенн (ВСА) в различных прикладных задачах гидроакустики. Для ВСА предлагаются алгоритмы обработки с различным пространственным разрешением: стандартным, высоким [1] и сверхвысоким [2]. Сравнительный анализ показал ряд преимуществ ВСА по сравнению со скалярными антеннами (СА). Так, в работе [3] показано, что отношение сигнал/помеха на выходе ВСА более чем в 3 раза превышает это отношение при использовании СА, имеющей такую же апертуру. В настоящей работе предлагается алгоритм обработки сигналов для ВСА, эффективно подавляющий шум моря. Алгоритм основан на измерении потока мощности принимаемых сигналов и учитывает тот факт, что при достаточном числе осреднений поток мощности в горизонтальной плоскости по шумовой составляющей стремится к нулю [4].

При моделировании алгоритма обработки для ВСА, работающей на фоне шумов моря, требуется полное и точное представление автои взаимно ковариационных характеристик векторно-скалярных шумовых полей. Если скалярные характеристики шумов моря исследованы достаточно детально, то векторные характеристики шумов, обусловленных взволнованной поверхностью океана, требуют дополнительных исследований. Результаты, полученные рядом авторов, достаточно полно представлены в монографии [4]. Для безграничного полупространства получены аналитические выражения коэффициентов пространственной корреляции и соотношение мощностей на компонентах векторно-скалярного приемного модуля. Однако получить полное описание характеристик векторно-скалярных шумовых полей на основе имеющихся данных достаточно проблематично. Для этого необходимо вернуться к интегральным соотношениям, описывающим векторно-скалярные поля в волноводе, а далее либо получить аналитические выражения подобно тому, как это, например, сделано для некоторых характеристик в работе [5], либо выполнить численное интегрирование, которое в данной работе реализовано посредством компьютерного моделирования. Моделирование шумов, вызванных взволнованной морской поверхностью, позволяет рассчитать пространственные спектры на выходе приемных систем, для которых основной помехой являются шумы моря.