[发明专利]基于双级延时的锐化宽带波束形成方法及装置

权利要求书

1.一种基于双级延时的锐化宽带波束形成方法，其特征在于，包括：

对换能器阵元接收到的原始信号进行正交变换，得到所述原始信号对应的IQ信号；所述换能器阵元包括多个阵元通道；

将所述换能器阵元划分为在空间上不重叠的多个子阵，以及，确定各所述子阵分别对应的子阵IQ信号；

分别对各所述子阵对应的所述子阵IQ信号进行阵间延时处理，得到各所述子阵分别对应的子阵延时IQ信号；

对各所述子阵延时IQ信号进行波束锐化处理，得到所述原始信号对应的目标高分辨波束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对换能器阵元接收到的原始信号进行正交变换，得到所述原始信号对应的IQ信号，包括：

根据预设的信号频率和采样时间对所述原始信号进行采样，得到I路和Q路的本振信号；

将所述原始信号分别与所述I路和Q路的本振信号相乘，得到相乘结果；

将所述相乘结果进行低通滤波处理，得到所述原始信号对应的所述IQ信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述换能器阵元划分为在空间上不重叠的多个子阵，以及，确定各所述子阵分别对应的子阵IQ信号，包括：

对所述换能器阵元内的各所述阵元通道进行阵内数字移相处理，得到各所述阵元通道分别对应的加权向量；

按照各所述子阵内的所述阵元通道的数量以及各所述加权向量，对各所述子阵内的所述阵元通道分别对应的阵元信号进行加权运算，得到各所述子阵分别对应的所述子阵IQ信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述换能器阵元内的各所述阵元通道进行阵内数字移相处理，得到各所述阵元通道分别对应的加权向量，包括：

确定待划分的各所述子阵内包含的所述阵元通道的数量；

针对任一所述子阵，根据所述子阵内的所述阵元通道的数量、各所述阵元通道的指向角度、阵元间距和表面声速，计算各所述阵元通道分别对应的加权向量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对各所述子阵对应的所述子阵IQ信号进行阵间延时处理，得到各所述子阵分别对应的子阵延时IQ信号，包括：

分别确定各所述子阵的延时差；

根据各所述子阵的延时差，生成各所述子阵分别对应的分数时延滤波器；

利用各所述子阵分别对应的所述分数时延滤波器，对各所述子阵分别对应的所述子阵IQ信号进行滤波，得到各所述子阵分别对应的所述子阵延时IQ信号。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对各所述子阵延时IQ信号进行波束锐化处理，得到所述原始信号对应的目标高分辨波束，包括：

对各所述子阵延时IQ信号进行延时求和计算，得到第一处理结果；

对各所述第一处理结果进行延时求和计算，得到第二处理结果；

根据所述第二处理结果，输出所述原始信号对应的所述目标高分辨波束。

7.一种基于双级延时的锐化宽带波束形成装置，其特征在于，包括：

正交变换模块，用于对换能器阵元接收到的原始信号进行正交变换，得到所述原始信号对应的IQ信号；所述换能器阵元包括多个阵元通道；

划分模块，用于将所述换能器阵元划分为在空间上不重叠的多个子阵，以及，确定各所述子阵分别对应的子阵IQ信号；

第一处理模块，用于分别对各所述子阵对应的所述子阵IQ信号进行阵间延时处理，得到各所述子阵分别对应的子阵延时IQ信号；

第二处理模块，用于对各所述子阵延时IQ信号进行波束锐化处理，得到所述原始信号对应的目标高分辨波束。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述正交变换模块包括：

采样单元，用于根据预设的信号频率和采样时间对所述原始信号进行采样，得到I路和Q路的本振信号；

相乘单元，用于将所述原始信号分别与所述I路和Q路的本振信号相乘，得到相乘结果；

第一处理单元，用于将所述相乘结果进行低通滤波处理，得到所述原始信号对应的所述IQ信号。