一种基于R-L迭代算法的反卷积波束形成加速方法技术

本发明专利技术公开了一种基于R

【技术实现步骤摘要】
一种基于R
‑
L迭代算法的反卷积波束形成加速方法


[0001]本专利技术涉及水声阵列信号处理领域，具体来说涉及一种基于R
‑
L 迭代算法的反卷积波束形成加速方法。

技术介绍

[0002]水平线列阵作为一种基本阵型，是声纳系统的重要组成部分。通过常规波束形成(Conventional BeamForming，CBF)处理来获得阵增益，提高目标探测能力，但是，CBF主瓣波束宽度宽、旁瓣级高，降低了空间分辨能力，在多目标处理时容易产生混叠，强信号干扰下弱目标检测能力较弱。反卷积波束形成是CBF的一种后置处理方法，能够兼顾高分辨能力和稳定性，但当处理信号带宽较宽时，计算量大、运算复杂度高。另外，基于Richardson
‑
Lucy迭代方法(R
‑
L)的反卷积算法，因信号截断，在波束图的两端会出现边界模糊，影响实际工程应用。本专利技术在传统反卷积波束形成基础上，通过多频段处理和能量谱边界扩展的方法，在获得较高分辨力的同时，相比于传统反卷积波束形成速度提升了50％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于R
‑
L迭代算法的反卷积波束形成加速方法，其特征在于，包括以下步骤：利用阵型相关参数计算均匀线性阵列的自然指向性函数PSF
R
＝{PSF1，PSF2，...，PSF
r
}，其中r表示频点编号总数；根据带宽划分不等间距的子带，抽取相应子带中心频点的自然指向性函数；利用均匀线阵列的各阵元数据进行m个波束的常规波束形成计算，获得m个波束的功率谱P
M
＝{P1，P2，...，P
m
}；对子带中心频点抽取后的自然指向性函数PSF
O
＝{PSF1，PSF2，...，PSF
o
}、M个波束的功率谱P
M
＝{P1，P2，...，P
m
}进行R
‑
L反卷积计算，其中o表示划分的子带总数，o＜r；将R
‑
L反卷积计算结果得到的m个波束结果作为最终的方位估计结果。2.如权利要求1所述的一种基于R
‑
L迭代算法的反卷积波束形成加速方法，其特征在于，所述功率谱P(cosθ)的计算方法为于，所述功率谱P(cosθ)的计算方法为于，所述功率谱P(cosθ)的计算方法为其中，S()为源分布函数，B
p
()为波束指向性函数，K为声音信号的数量，i为第i个声音信号，A
i
为第i个声音信号的强度，θ
i
为第i个声音信号的入射方位角，为波束角度的微分值，δ()为冲激函数，N为阵元个数，d为阵元间距，λ为波长。3.如权利要求1所述的一种基于R
‑
L迭代算法的反卷积波束形成加速方法，其特征在于，自然指向性函数的计算方法为其中，f为信号频率，N为阵元个数，d为阵元间距，c为水中声速，θ为信号入射方位角，为波束角度的微分值。4.如权利要求1所述的一种基于R
‑
L迭代算法的反卷积波束形成加速方法，其特征在于，在获得相应子带中心频点的自然指向性函数、m个波束的功率谱P
M
后，分别对m个波束的功率谱P
M
、子带中心频点抽取后的自然指向性函数PSF
O
做周期扩展，得到扩展的功率谱P
M
′
和扩展的自然指向性函数PSF
O
′
；对周期扩展的功率谱P
M
′
和周期扩展的自然指向性函数PSF
O
′
进行R
‑
L反卷积计算；在R
‑
L反卷积结果中取中间的m个波束结果作为最终的方位估计结果。5.如权利要求4所述的一种基于R

【专利技术属性】
技术研发人员：张铮，徐雅南，孔强，王伟，李恒光，范泽亚，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：