[发明专利]一种非参数型高分辨波束形成方法与装置

权利要求书

1.一种非参数型高分辨波束形成装置，包括：

接收水听器阵、多个子阵列波束形成器、逻辑运算器和波束合成器；

其中，所述接收水听器阵用于采集水声信号数据，并将水声信号数据划分为若干个子阵列形成的信号；所述多个子阵列波束形成器分别与所述接收水听器阵相连，用于对所述信号进行普通波束形成；所述逻辑运算器用于对所述普通波束进行逻辑运算，获得积累波束旁瓣估计，所述逻辑运算器包括：多个减法器、多个绝对值器、多个分类求和器以及加权求和器，所述多个减法器分别与一个或者多个子阵列波束形成器相连，对所述普通波束进行逐对的减法运算，获得对波束旁瓣的估计；所述多个绝对值器中每一个与对应的一个减法器相连，用于对所连接的减法器的输出取绝对值；所述分类求和器分别与对应的绝对值器相连接，用于对绝对值器的输出进行归类求和，获得分类的积累波束旁瓣估计；所述加权求和器和多个分类求和器相连接，对归类求和器的输出进行加权求和，获得加权的积累波束旁瓣估计；所述波束合成器用于对所述积累波束旁瓣估计进行开方运算，合成高分辨波束。

2.权利要求1的装置，还包括幂运算器，用于对逻辑运算器输出的积累波束旁瓣估计进行幂运算，并输出给所述波束合成器，其中幂运算器的幂次通常取1或者2；所述波束合成器对所述幂运算器的输出进行相减后进行对应开方运算。

3.权利要求1的装置，其中，所述子阵列波束形成器可以使用宽带延时波束形成或者是窄带频域波束形成。

4.权利要求1的装置，其中，所述减法器首先对相邻的子阵列波束形成器的输出相减，然后对相隔一个子阵的子阵列波束形成器的输出相减，直至阵列两端的子阵列波束形成器的输出相减。

5.权利要求1的装置，其中，所述分类求和器按子阵列之间的距离对所述减法器的输出进行分类求和，同时对子阵列的波束形成结果求和。

6.权利要求1的装置，其中，所述接收水听器阵包括接收水听器线列阵和接收水听器平面阵；对于所述接收水听器平面阵获得的信号，所述减法器和所述分类求和器需要在水平和垂直方向上分别进行运算。

7.一种非参数型高分辨波束形成方法，包括：

步骤10)、采集水声信号数据，并将水声信号数据划分为由若干个子阵列形成的信号；

步骤20)、对所述信号进行普通波束形成；

步骤30)、用于对所述普通波束进行逻辑运算，获得积累波束旁瓣估计，进一步包括步骤310)对所述普通波束进行逐对的减法运算，获得对波束旁瓣的估计，步骤320)对所述波束旁瓣的估计取绝对值并进行归类求和，获得分类的积累波束旁瓣估计，步骤330)对所述分类的积累波束旁瓣估计进行加权求和，获得加权的积累波束旁瓣估计；

步骤40)、对所述积累波束旁瓣估计进行开方运算，合成高分辨波束。

8.权利要求7的方法，其中，步骤20)中，所述普通波束形成可以使用宽带延时波束形成或者是窄带频域波束形成。

9.权利要求7的方法，步骤40)还包括对所述积累波束旁瓣估计进行幂运算，对幂运算的输出进行相减后再进行对应开方运算，合成高分辨波束。

10.权利要求7的方法，其中，步骤310)还包括：首先对相邻的所述普通波束相减，然后对相隔的所述普通波束相减，直至相距最远的所述普通波束相减。

11.权利要求7的方法，其中，步骤320)还包括按子阵列之间的距离对所述波束旁瓣的估计进行分类求和，同时对子阵列的波束形成结果求和。