[发明专利]一种合成孔径声学成像方法

权利要求书

1.一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，包括：

步骤S01，接收声学探测设备沿垂直声源方向移动时多个位置采集的声信号，并基于每个位置采集的声信号构建对应位置的基准声阵列；

步骤S02，基于每个位置的基准声阵列，按照阵列中阵元接收频率扩展虚拟阵元，以形成每个位置的虚拟声阵列；

步骤S03，基于每个位置的虚拟声阵列，构建集合所有位置虚拟声阵列的声采集矩阵；

步骤S04，基于声采集矩阵，利用多通道波束成形算法计算声压。

2.根据权利要求1所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，还包括：在步骤S04之前，对声采集矩阵内的每个位置对应阵元的相位差进行对齐调整。

3.根据权利要求1所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，所述步骤S01中采集的声信号由声学探测设备在等间隔位置处采集获得。

4.根据权利要求1所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，所述步骤S01包括：

步骤S11，每隔预设时间接收声学探测设备沿垂直声源方向均速移动时在多个位置处采集的声信号;

步骤S12，基于每个位置的声信号构建每个位置的基准声阵列。

5.根据权利要求1所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，所述步骤S02包括：

步骤S21，设定每个基准阵列中阵元接收频率为，其中，c为声速，为信号入射角方向，为静止时声源发射频率，为阵列沿着移动方向的速度；

步骤S22，设定每个基准阵列在时刻接收的信号为；其中，为接收信号的幅值；

步骤S23，对每个基准阵列的阵元按步骤S22扩展虚拟阵元，最终形成对应每个位置的包含实际阵元和虚拟阵元的虚拟声阵列。

6.根据权利要求5所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，基于所需虚拟阵元数量确定值。

7.根据权利要求1所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，所述步骤S03包括：基于每个位置的虚拟声阵列，构建集合所有位置虚拟声阵列的声采集矩阵，其中，为起始时间点，为刷新周期，M为刷新次数，n=1:M，为起始位置的声采集矩阵。

8.根据权利要求1或2所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，所述步骤S04包括：

步骤S41，对声采集矩阵进行加权重因子系数调节，得到多通道波束；

步骤S42，对多通道波束的矩阵内的所有阵元进行相加，计算得到声压。

9.根据权利要求1所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，还包括：步骤S05，基于步骤S04计算获得的声压，进行声学成像。

10.根据权利要求1所述的一种合成孔径声学成像方法，其特征在于，所述声学探测设备为声学成像仪。