[发明专利]一种固-液/液-固分层介质的目标定位方法

权利要求书

1.一种固-液/液-固分层介质的目标定位方法；所述方法包括：

根据发射阵元发射的声脉冲经分层界面到达目标的旅行时和目标散射到达接收阵元的旅行时计算旅行时差T；接收阵元提前T发射逆向声束，使得发射阵元到目标正向接收的旅行时等于逆向接收的旅行时，在空间中的每一个点对上将发射阵元到各个接收阵元的信号进行卷积叠加，得到每种目标散射信号的山峰状声场分布，叠加后得到总声场分布；其最大值对应的点为目标的位置；

当分层介质为固-液时，所述方法具体包括：

步骤1)换能器的1个发射阵元发射一个声脉冲，接收阵元接收声脉冲经过固-液分层介质的四个反射信号以及声脉冲经过目标散射的散射信号；所述反射信号包括PP信号、PS信号、SP信号和SS信号；所述散射信号包括：SPS信号，PPS信号，SPP信号和PPP信号；

步骤2)将接收阵元接收到的每种散射信号进行时间反转处理后形成逆向声束，提前一个旅行时差将逆向声速发射出去；在发出逆向声束后的一个旅行时差之后，再利用发射阵元发射一个前向声束，

步骤3)对于每对发射阵元和接收阵元；执行步骤1)至步骤2)，在空间中的每一个点对上对所述散射信号的前向声束和逆向声束分别进行卷积操作得到声场值，形成四个山峰状声场分布；

步骤4)将四个山峰状声场分布进行叠加得到总声场分布，总声场分布中最大值对应的点为目标的位置。

2.根据权利要求1所述的固-液/液-固分层介质的目标定位方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：

步骤2-1)接收阵元j发射的接收信号经过时间反转后的逆向声束分别为：

SPS信号的逆向声束R_jss(t)为：

PPS信号的逆向声束R_jps(t)为：

SPP信号的逆向声束R_jsp(t)为：

PPP信号的逆向声束R_jpp(t)为：

P_r(t)为界面反射信号：

P_s(t)为穿过界面由目标散射的信号：

其中，1≤j≤n，n为接收阵元的总数；a_1j1,a_1j2,a_1j3,a_1j4分别是PP信号，PS信号，SP信号，SS信号的界面反射系数，每个反射信号的旅行时分别是b_1j1,b_1j2,b_1j3,b_1j4分别为是SPS信号，PPS信号，SPP信号，PPP信号的散射系数；是发射阵元发射的信号经过界面到达目标的四种散射信号所用的旅行时；是从目标到接收阵元j的四种散射信号所需的旅行时；

SPS信号，PPS信号，SPP信号，PPP信号的旅行时差分别为：

步骤2-2)发射阵元发射的前向声束分别为：

SPS信号的前向声束F_ss(t)为：

PPS信号的前向声束F_ps(t)为：

SPP信号的前向声束F_sp(t)为：

PPP信号的前向声束F_pp(t)为：