[发明专利]一种基于聚焦归位原理的水声阵列信号处理方法

权利要求书

1.一种基于聚焦归位原理的水声阵列信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：设计阵列的阵元数和阵元间距，并根据阵列位置设置求解空间，同时对求解空间区域进行离散化；

步骤二：在求解空间区域选取离散网格点，并假定该离散网格点为声源所在位置；

步骤三：计算声源辐射信号传播到直线阵各阵元所需的时间t和声源辐射信号沿直线阵法线方向传播到阵列垂足位置所需的时间t₀；t和t₀满足关系式其中x为阵元到垂足的距离，在t-x时距坐标轴上呈现出双曲线的形状；

步骤四：将声源信号到阵列各阵元的传播时间t进行时差补偿至t₀，使各阵元接收到的声源信号相位一致，然后对各阵元接收信号进行能量叠加；

步骤五：将各阵元信号叠加后的能量与设定的门限值进行比较，若叠加能量值小于门限值，则判别在离散网格点处无声源，否则判别有声源存在，且位于离散网格点处；

步骤六：更新选取求解空间中的离散网格点，重复步骤二至步骤五，在声源存在的判别条件得到满足后，输出声源所位于的离散网格点，进而给出声源相对于阵列的方位和距离信息，如此迭代，直到求解空间中的所有离散网格点被处理一遍，迭代计算停止。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚焦归位原理的水声阵列信号处理方法，其特征在于，所述步骤四中，按如下克希霍夫积分公式进行能量叠加：

其中f(x,y)为聚焦归位后的叠加能量，为阵元接收信号的数字记录，x*为阵元到阵列中心点O的水平距离，r为归位点到阵列中间点O的距离，v为水声传播速度，θ为归位点与阵列法线方向的方位角，y为阵列法线方向的坐标值，且有