[发明专利]一种宽容的大孔径拖线阵时域单波束处理方法

权利要求书

1.一种宽容的大孔径拖线阵时域单波束处理方法，其特征在于：利用点目标源传播信号在空间上分布的马尔科夫特性及噪声相关半径对于不同阵孔径影响差异性，采用“先微分，再积分”的分子阵处理方法，将大孔径线列阵先划分为多个连续的M个子阵，通过各子阵对相同目标的时域单波束处理输出对应的子阵时域单波束{q_m,m∈[1,M]}，比较最近邻的两个子阵单波束之间的相关性α_m及时延偏移量{τ_m,m∈[1,M]}，通过相关性与设定门限进行比较并筛选子阵单波束，进而对筛选出的子阵段单波束在频域上进行相位补偿-求和处理后重构出单波束输出结果，或者直接经过升采样后通过时延补偿重构出单波束输出波形。

2.根据权利要求1所述的宽容的大孔径拖线阵时域单波束处理方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：

第一步，将大孔径线列阵分成连续且相等的M个子阵段，对于已进行目标关联后的各子阵舷角{θ_m,m∈[1,M]}，分别进行各子阵的常规时域单波束处理，对于第m子阵的单波束形成输出波形表示为其中K表示第m子阵段的阵元通道数目，d表示相邻阵元间距，c表示声传播速度，sin(·)表示正弦函数，x_k(t)表示该子阵段的第k通道输出波形，依此处理得到其余各子阵单波束，输出M组子阵时域单波束结果表示为{q_m,m∈[1,M]}；

第二步，对相邻子阵单波束进行相关处理，得到对应的时延偏移量{τ_m,m∈[1,M]}及相关度{α_m,m∈[1,M]}；

其中m∈[2,M]，τ₁＝0；Corr(·)、Index_max(·)分别表示相关处理函数和最大值位置搜索函数，f_s、c分别表示采样率和声速；

α_m＝max(Corr(q_m/||q_m||,q_m-1/||q_m-1||)),m∈[2,M]，α₁＝1，max表示求最大值函数，||·||表示二阶范数算子；

第三步，依据第二步中的α_m对子阵单波束进行判断和筛选，判断依据是α_m或α_m-1均小于设定的阈值γ时，则剔除m子阵段单波束，同时重新计算其左右相邻阵段之间的时延差，否则保留；

第四步，由第三步筛选出的对应子阵段单波束频域数据通过相移-求和处理重构出新的单波束结果s，这一过程表示为s＝IFFT(S)，其中IFFT(·)表示逆傅里叶变换函数，S表示重构单波束频谱的向量表示形式。

3.根据权利要求2所述的宽容的大孔径拖线阵时域单波束处理方法，其特征在于：在第二步中具体计算规则表示为当α_m最大时，选取相应的子阵波束作为参考波束，即{p₁＝q_m,τ′₁＝0}，同时依据门限筛选和重排各子阵单波束序列组，即{p_n＝q_m,τ′_n|α_mγ}，其中时延差计算方法与第二步中时延差计算方法一致；同时对筛选出的子阵单波束进行FFT处理，即Q_n＝FFT(p_n),n∈[1,N]，其中FFT(·)表示快速傅里叶变换函数，p_n表示经过筛选重排后第n子阵的单波束数据，得到相应的频域数据{Q_n,n∈[1,N]}，其中N表示筛选重构后的子阵数目，且N≤M。