[发明专利]一种水听器镜像对称弧型阵及其布置方法

权利要求书

1.一种水听器镜像对称弧型阵，其特征是：由两条弧形阵构成，每条阵包含M个阵元，阵元间距为d，两条弧形阵两端点之间的圆心角为θ，单条圆弧阵列的半径为R，第m个阵元A_m的坐标为：

第m个阵元B_m的坐标为：

其中，m＝0,1…M-1；D₂为阵列的横向孔径。

2.根据权利要求1所述的水听器镜像对称弧型阵，其特征是：两条弧形阵搭载在水下机器人上，x轴方向对应水下机器人的横向，y轴方向对应水下机器人的轴向。

3.一种如权利要求2所述的水听器镜像对称弧型阵的布置方法，其特征是：

步骤一：水下机器人可供阵列安装的最大宽度和最大长度分别为W和L，建立右手坐标系，逆时针方向为正方向，以坐标轴的原点为阵列中心，x轴方向对应水下机器人的横向，y轴方向对应水下机器人的轴向；

步骤二：整个阵列由两条弧形阵构成，每条弧形阵包含M个阵元，阵元间距为d，d由系统工作频率决定，即：

c为水声声速，f为工作频率；

步骤三：令阵列的横向孔径D₂等于水下机器人可供阵列安装的最大宽度，即D₂＝W；

步骤四：利用水下机器人的可供安装的最大长度L，按照公式预估每条弧阵可能安装的阵元数，其中表示向下取整；

步骤五：利用阵列两端点之间的圆心角θ、单条圆弧阵列的半径为R，联立公式和得到弧弧形阵的半径；

步骤六：利用弧形阵半径R，得到此时阵列的轴向孔径D₁，如果D₁L,令M＝M-1，转到步骤五；

步骤七：利用步骤五所得的弧形阵半径R，计算y轴右侧弧阵的阵元坐标，则第m个阵元A_m的坐标为：

其中A(x_m,y_m)代表阵元A_m坐标，y轴左侧弧形阵与y轴右侧弧形阵关于y轴镜像对称，因此对应阵元坐标、即第m个阵元B_m的坐标为：

其中，m＝0,1…M-1，按照2M个阵元坐标布放阵元，得到适合水下机器人搭载的水听器阵列。