[发明专利]基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法

权利要求书

1.一种基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法，利用圆柱型换能器阵进行实现，所述圆柱型换能器阵包括分布在圆柱面上的多数量的阵子，所述圆柱型换能器阵沿轴线方向分割为多数量的物理扇区；至少两个相邻的物理扇区组成用于接收波束的接收扇区，所述接收扇区的弧长与所述圆柱型换能器阵的周长比值为1:3至1:6；至少一个所述物理扇区参与至少两个所述接收扇区的波束成型过程，所述接收扇区用于同时接收多数量的波束，每个波束的波束成型过程包括以下步骤：

(S1)计算各阵子与所述圆柱型换能器阵的原点之间的声程；

(S2)对各所述阵子接收的信号进行采样；

(S3)求取采样后信号的复包络；

(S4)对各所述阵子的接收信号的复包络进行相位补偿；

(S5)对相位补偿后的复包络进行延时补偿；

(S6)对各物理扇区中的各阵子延时补偿后的复包络进行加权累加，形成部分波束；

(S7)对所述接收扇区中各物理扇区的部分波束进行加权相加，得到输出波束。

2.根据权利要求1所述的一种基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法，其特征在于，所述圆柱型换能器阵包括32个沿圆柱面母线方向分布的线阵；每个线阵包括8个阵子，各所述线阵在圆柱面上等间距分布；每个所述物理扇区包括4个线阵，每个所述接收扇区包括两个所述物理扇区；所述接收扇区的弧长与所述圆柱型换能器阵的周长比值为1:4。

3.根据权利要求2所述的一种基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法，其特征在于，每个所述物理扇区的接收阵子接收的信号由一个多通道接收机进行处理，得到所述部分波束后，所述多通道接收机将部分波束发送至主控机，所述主控机对部分波束进行加权相加，得到输出波束。

4.根据权利要求1所述的一种基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法，其特征在于，在上述步骤S1中，计算阵子i到所述圆柱型换能器阵的原点之间的声程的表达式为：

其中：[x_i，y_i，z_i]为阵子i在所述圆柱型换能器阵中的直角坐标，为待接收波束的入射方向。

5.根据权利要求4所述的一种基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法，其特征在于，步骤S2中，采样频率为1Mhz，采样得到的信号表达式为：

s_i(n)＝cos(2πf₀n-2πf₀τ_i+γ(n-τ_i))+v_i(n)

其中：f₀为信号载频，γ(t)为相位调制函数，v_i(n)为接收信号叠加的噪声，τ_i为声程差。

6.根据权利要求5所述的一种基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法，其特征在于，在上述步骤S3中：

将采样后的信号s_i(n)与cos(2πf₀n)相乘，并对相乘后的结果进行低通滤波，得到复包络的实部：

Xer_i(t)＝[cos(2πf₀τ_i+γ(n-τ_i))]/2+w_i(n)

将采样后的信号s_i(n)与sin(2πf₀n)相乘，并对相乘后的结果进行低通滤波，得到复包络的虚部：

Xim_i(t)＝[sin(2πf₀τ_i+γ(n-τ_i))]/2+w_i(n)

其中，w_i(n)为噪声信号。

7.根据权利要求6所述的一种基于圆柱型换能器阵的宽带渔用声呐接收波束成型方法，其特征在于，阵子i的接收信号的复包络参与其所在的所述接收扇区所接收的多个波束的波束成型过程。