一种探测声纳的目标分辨数据处理方法技术

本发明专利技术提供了一种探测声纳的目标分辨数据处理方法。该方法在不改变海底探测声纳的工作频率和阵尺度的情况下，采用信号处理技术使波束宽度变得更窄，提高声纳的图像质量和目标分辨能力。主要通过以下四个步骤来实现的：一是自乘，将接收信号的频率和阵元之间的相位差翻倍；二是高通滤波，选择高频成分而滤除直流分量；三是Hilbert变换，将实信号转变成解析信号；四是相移波束形成，对改变后的阵列信号进行波束输出。本发明专利技术适用于图像声纳对海洋沉底目标的探测和识别中，使得声纳阵在固定工作频率和阵尺度下的波束宽度变得更窄，从而提高声纳的图像质量或分辨力。

A Target Resolution Data Processing Method for Detecting Sonar

The invention provides a target resolution data processing method for detecting sonar. Without changing the working frequency and array scale of Seabed Sounding sonar, this method uses signal processing technology to narrow the beam width and improve the image quality and target resolution of sonar. The main steps are as follows: first, self-multiplying, doubling the frequency difference between the received signal and the phase difference between the array elements; second, high-pass filtering, selecting high-frequency components to filter out the DC component; third, Hilbert transform, transforming the real signal into the analytic signal; fourth, phase-shifted beamforming, beam output of the modified array signal. The present invention is applicable to the detection and recognition of submerged targets by image sonar, and makes the beam width of sonar array narrower at fixed operating frequency and array scale, thereby improving the image quality or resolution of sonar.

【技术实现步骤摘要】
一种探测声纳的目标分辨数据处理方法
本专利技术涉及声纳信号处理的
，特别是指一种探测声纳的目标分辨数据处理方法。
技术介绍
图像声纳对海洋沉底目标的探测性能主要取决于声纳的工作频率和阵尺度，工作频率越高、阵尺度越大，则声纳的扫描波束越窄，目标回波结构就越精细，声纳图像的质量也就越高、目标分辨力越强。然而，受声传播衰减和安装尺寸限制等的影响，工作频率和阵尺度不能无限的增大。在工作频率和阵尺度一定时，其阵的自然指向性基本固定，对海底波束扫描的分辨力(由波束宽度决定)也就确定。若要提高波束分辨力，使扫描波束宽度变窄，要么提高工作频率，要么增加阵尺度。若提高工作频率，将增大声传播衰减损失，降低声纳的工作距离；若增大阵尺度，将会给阵的安装和海上使用带来不便，通常不会直接提高工作频率或增加阵尺度来提高波束分辨。当然，还可以采用阵列信号处理的方法来提高声纳的波束分辨，如加权波束形成方法和虚拟阵元波束形成方法。然而，加权波束形成方法虽然可以在一定程度上改善波束分辨力，如Dolph-Chebyshev加权，但其波束的变窄使得整个空间旁瓣级的提高，而且波束改善能力非常有限。虚拟阵元波束形成方法的波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探测声纳的目标分辨数据处理方法，其特征在于，在不改变海底探测声纳的工作频率和阵尺度的情况下，采用信号处理方法使波束宽度变得更窄，具体包括以下步骤：步骤一，自乘，通过乘法器将探测声纳基阵的接收信号的频率和阵元之间的相位差翻倍；步骤二，高通滤波，保留自乘后产生的高频成分而滤除其直流分量；步骤三，Hilbert变换，通过Hilbert方法将实信号转换成解析信号；步骤四，相移波束形成，对解析信号进行相位差补偿，完成目标的波束输出。

【技术特征摘要】
1.一种探测声纳的目标分辨数据处理方法，其特征在于，在不改变海底探测声纳的工作频率和阵尺度的情况下，采用信号处理方法使波束宽度变得更窄，具体包括以下步骤：步骤一，自乘，通过乘法器将探测声纳基阵的接收信号的频率和阵元之间的相位差翻倍；步骤二，高通滤波，保留自乘后产生的高频成分而滤除其直流分量；步骤三，Hilbert变换，通过Hilbert方法将实信号转换成解析信号；步骤四，相移波束形成，对解析信号进行相位差补偿，完成目标的波束输出。2.根据权利要求1所述的探测声纳的目标分辨数据处理方法，其特征在于，所述自乘的计算方法为：假设声纳基阵的接收信号的工作频率为f0，自乘运算后的输出为：式中，x(t)为声纳基阵的接收信号，为初始相位，X(t)为自乘输出。3.根据权利要求1所述的探测声纳的目标分辨数据处理方法，其特征在于，所述高通滤波的计算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓磊磊，赵勰，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司七五零试验场，
类型：发明
国别省市：云南,53