[发明专利]全向多波束探鱼仪发射探测信号扫描发射方法及系统

说明书

本发明涉及一种全向多波束探鱼仪发射探测信号扫描发射方法及系统，先将换能器阵等效为圆环形换能器阵，其次根据发射次数L和扫描发射波束边界a计算每次发射波束的角度；然后将圆环形换能器阵在水平方向上分成K个扇区，K个扇区同时以每个扇区中心法线方向按照计算的角度均匀间隔依次发射L次波束；判断扇区旋转次数n是否大于或等于最大旋转次数；如果大于或等于最大旋转次数，则说明已完成360°水平区域扫描；如果小于最大旋转次数，则令n＝n+1，第n次扇区旋转时相比于第n‑1次扇区旋转2a°后重新划分扇区，并在这一扇区进行较小角度范围内扫描，以此类推，完成整个360°水平区域的扫描，实现增强发射信号的指向性以及探测区域扫描的均匀性。

技术领域

本发明涉及扫描探测技术领域，特别是涉及一种全向多波束探鱼仪发射探测信号扫描发射方法及系统。

背景技术

探鱼仪作为海洋渔业中使用最广泛、最典型的助渔仪器之一，是利用水声学方法进行海洋渔业捕捞作业过程探测鱼群的主要工具。全方位多波束探鱼仪利用圆柱型或圆环型换能器阵，可以实现多波束进行以渔船为中心的水平360度鱼群探测，大大提高了捕捞过程中鱼群探测范围，提高捕捞效率。全方位多波束探鱼仪发射过程可以进行全向发射，也可以进行指向性发射。全向发射过程方式发射时间短，盲区小，但发射信号指向性差，影响系统探测距离。指向性发射可以进行远距离水平方向扫描，缺点是存在较大的探测盲区。传统指向性发射时，以探鱼仪圆柱型或圆环型换能器阵为中心，将探测区域划分成为多个扫描扇区，在每个扇区进行多波束扫描，但由于波束成形特性的原因，当扫描角度加大时，波束成形效果较差，表现波束主瓣展宽，旁瓣增高，指向性增益降低，影响整个区域探测信号扫描的均匀分布，降低探测成像精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种全向多波束探鱼仪发射探测信号扫描发射方法及系统，以增强发射信号的指向性以及探测区域扫描的均匀性。

为实现上述目的，本发明提供了一种全向多波束探鱼仪发射探测信号扫描发射方法，所述方法包括：

步骤S1：判断换能器阵为圆柱形换能器阵还是圆环形换能器阵；如果选取的是圆柱形换能器阵，则在俯视方向上将圆柱形换能器阵等效为圆环形换能器阵，并执行“步骤S2”；如果选取的是圆环形换能器阵，则执行“步骤S2”；

步骤S2：根据发射次数L和扫描发射波束边界a计算每次发射波束的角度；

步骤S3：将圆环形换能器阵在水平方向上分成K个扇区；

步骤S4：K个扇区同时以每个扇区中心法线方向按照计算的角度进行第l次扫描发射波束，且每个扇区内各波束均匀间隔；

步骤S5：判断l是否大于或等于L；如果l大于或等于L，则说明发射波束已结束，则执行“步骤S6”；如果l小于L，则令l＝l+1，返回“步骤S4”；

步骤S6：判断扇区旋转次数n是否大于或等于最大旋转次数；如果扇区旋转次数n大于或等于最大旋转次数，则说明已完成360°水平区域扫描；如果扇区旋转次数n小于最大旋转次数，则令n＝n+1，第n次扇区旋转时相比于第n-1次扇区旋转2a°，并返回“步骤S3”。

可选地，扫描发射波束的范围为-a到+a，其中，a＝360°/(2*K*N)，N为最大旋转次数，并且a小于30°。

可选地，所述根据发射次数L和扫描发射波束边界a计算每次发射波束的角度，具体包括：

判断发射次数L是否为偶数；如果发射次数L为偶数，则根据Ba(i)＝a/L-a*i/2L计算发射波束的角度；其中，Ba(i)表示第i次发射波束的角度；如果发射次数L为奇数，则根据Ba(i)＝a*i/L计算发射波束的角度；其中，

本发明还提供一种全向多波束探鱼仪发射探测信号扫描发射系统，所述系统包括：