[发明专利]一种多层分层介质中的目标定位方法

权利要求书

1.一种多层分层介质中的目标定位方法，将换能器阵列布放于n层介质最上层表面，选择换能器阵列中任意一个阵元作为发射阵元向分层介质内发射前向声束，并将其余阵元作为接收阵元接收由目标反馈的散射信号和各个界面反馈的反射信号；所述方法包括：

步骤1)各个接收阵元对接收到的散射信号和n-1个反射信号均做时间反转处理，模拟生成各接收阵元对应的n个信号的逆向声束；

步骤2)在分层介质空间中各个点，将接收到的前向声束和各阵元对应的逆向声束分别进行卷积处理，以各阵元在同一点卷积后得到的各个最大值之和作为分层介质空间中该点的声场值，由此生成n个信号的声场分布；

步骤3)在n个声场分布中出现单一的山峰状声场对应的信号为目标散射信号，则目标散射信号的声场分布中声场值最高的点对应的坐标为目标位置；

所述步骤1)具体包括：

步骤1-1)以阵元i作为发射阵元，发射信号为Ω(t)，则接收阵元j接收到的信号为P_ij(t)：

P_ij(t)＝m_0ijΩ(t-t₀)+m_1ijΩ(t-t₁)+…m_kijΩ(t-t_k)…+m_n-1ijΩ(t-t_n-1) (1)

其中，m_0ij为目标散射系数，m_kij为第k个界面的反射系数，0≤k≤n-1；t₀为阵元i发射，阵元j接收到的目标散射信号的旅行时；t_k为阵元i发射，阵元j接收到的k个界面反射信号的旅行时；其中，n为介质的层数，t为时刻；

步骤1-2)模拟生成各接收阵元对应的n个信号的逆向声束；

目标散射信号的逆向声束为：阵元i发射声脉冲经过界面反射和目标散射，阵元j接收后提前ΔT₀将接收信号发出的信号R_0ij(t)：

R_0ij(t)＝m_0ij[Ω(t-t₀+ΔT₀)]^TR+m_1ij[Ω(t-t₁+ΔT₀)]^TR+…+m_n-1ij[Ω(t-t_n-1+ΔT₀)]^TR

其中，ΔT₀为阵元i自发自收信号和阵元i发射阵元j收到信号的时差；

第k个界面反射信号的逆向声束为：阵元i发射声脉冲经过界面反射和目标散射，阵元j接收后提前ΔT_k将接收信号发出的信号R_kij(t)：

R_kij(t)＝m_0ij[Ω(t-t₀+ΔT_k)]^TR+m_1ij[Ω(t-t₁+ΔT_k)]^TR+…+m_n-1ij[Ω(t-t_n-1+ΔT_k)]^TR

其中，ΔT_k＝2T_k-T_kk，T_k为接收阵元j接收到第k个界面的界面反射信号的旅行时，T_kk为阵元i发射信号到第k个界面自发自收的旅行时。