一种基于变分色散模分解的方法，用于从宽带声强测量数据中提取正常模式干涉谱

《Journal of Marine Science and Engineering》：A Variational Dispersion Mode Decomposition Approach to Extracting Normal-Mode Interference Spectra from Broadband Acoustic Intensity Measurements

　　

摘要

分离正常模式干涉谱的主要目的是在浅水声场中提取不同模式对之间更精细的相干结构。然而，在一维宽带声强测量中，正常模式干涉谱通常表现出非线性的相位频率和振幅频率关系，这给有效分离带来了挑战。为了解决正常模式干涉谱的非线性问题，本研究提出了一种变分色散模分解方法。该方法的创新之处在于将正常模式干涉谱的物理模型纳入变分非线性啁啾模分解框架之中。首先，利用波导不变量和干涉频率因子来描述正常模式干涉谱的相位函数；其次，这种对非线性相位函数的参数化处理为变分非线性啁啾模分解中的目标函数梯度提供了解析表达式，从而提升了迭代搜索的效率，使得正常模式干涉谱能够被更精确地提取出来。最后，黄海试验的实验结果表明，分离得到的正常模式干涉谱与参考模式高度一致，验证了所提方法的有效性。