基于频率差分波束形成的栅瓣抑制主动探测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于频率差分波束形成的栅瓣抑制主动探测方法及装置。该方法将主动探测中常用匹配滤波器算法与频率差分波束形成算法结合起来，首先通过匹配滤波器进行脉冲压缩，然后再由频率差分波束形成算法形成空间指向性目标方位，最后通过降采样与平滑得到主动探测显示结果，手动标记疑似目标位置，得到方位和距离信息；该装置包括声源发射器、线列阵声纳、带通滤波器、匹配滤波器、信号处理器、声纳显控；声源发射探测信号；线列阵声纳接收反射的信号；带通滤波器、匹配滤波器和信号处理器对信号进行处理后在声纳显控中形成瀑布图，得到探测目标的方位与距离。本发明专利技术解决了水下主动探测中栅瓣产生问题，满足了实际工程中的实时性和稳定性。实时性和稳定性。实时性和稳定性。

Active detection method and device of grating lobe suppression based on frequency differential beamforming

【技术实现步骤摘要】
基于频率差分波束形成的栅瓣抑制主动探测方法及装置


[0001]本专利技术属于水下主动探测领域，特别是涉及一种基于频率差分波束形成的栅瓣抑制主动探测方法及装置，可以应用于各种线列阵声纳系统，解决探测信号与声纳接收系统频段不匹配而引起的栅瓣问题。

技术介绍

[0002]本专利技术以声纳主动探测技术需求为背景，为了提高探测距离，声纳基阵在设计时需要采用更大的阵元间距，更大的阵元间距往往意味着发射声源需要采用更低频率探测信号，这一点往往得不到满足。当发射频率与基阵工作频率不匹配时，会产生严重的栅瓣影响。本专利技术提出了一种基于频率差分波束形成的匹配滤波方法，该方法可以有效抑制栅瓣的产生，并且可以满足实时计算要求，该方法已在实际工程项目中得到验证。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服目前声纳主动探测技术中栅瓣影响严重的问题，本专利技术阐述了一种基于频率差分波束形成的栅瓣抑制主动探测方法及装置，本专利技术所述方法将主动探测中常用算法匹配滤波器与频率差分波束形成(FDB)算法结合起来，首先通过匹配滤波器进行脉冲压缩，然后在由频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频率差分波束形成的栅瓣抑制主动探测方法，该方法将主动探测中常用匹配滤波方法与频率差分波束形成算法结合起来，首先通过匹配滤波器进行脉冲压缩；再由频率差分波束形成算法形成空间指向性确定目标方位；最后通过降采样与平滑得到主动探测显示结果，标记疑似目标，获取探测目标的方位与距离信息。2.根据权利要求1所述的一种基于频率差分波束形成的主动探测栅瓣抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)首先，通过声源发射探测信号，信号到达待测目标后发生反射，通过线列阵声纳接收目标反射的原始信号数据；2)其次，将线列阵声纳接收到的原始信号数据按照线列阵声纳的阵元数分成多个通道传输到线列阵声纳的每个阵元，并对每个通道的信号数据进行带通滤波与匹配滤波处理，确定目标在单个ping
‑
pang周期内单个阵元域信号上的峰值点，所述ping
‑
pang周期为声源发射信号到接收到目标反射信号所用时间；3)然后，对匹配滤波处理后的阵列信号数据进行频率差分波束形成，抑制栅瓣产生，并得到含有目标方位的空间图像；4)最后，通过采样点的抽取与平滑，在空间图像中得到探测目标的具体方位和距离。3.根据权利要求2所述的基于频率差分波束形成的栅瓣抑制主动探测方法，其特征在于，所述步骤1)中，声源发射探测信号时采用线性调频技术LFM发射。4.根据权利要求2所述的基于频率差分波束形成的主动探测栅瓣抑制方法，其特征在于，所述方法在线列阵声纳得到每个阵元的时域信号后，在每个阵元的时域信号中取某一采样点长度的数据形成一个数据快拍，作为每个通道的数据输入，表达式为：X(t)＝[x1(k)x2(k)...x
M
(k)]
T
其中，X(t)为数据快拍，M为设置的阵元个数，x
i
(k)为第i个阵元的接收信号，x
i
(k)＝[x
i
(1)x
i
(2)...x
i
(L)]，L为数据快拍的采样点长度。5.根据权利要求2所述的基于频率差分波束形成的主动探测栅瓣抑制方法，其特征在于，所述方法在对信号数据进行匹配滤波处理时，对每个阵元接收信号x
i
(k)与拷贝信号s(t)进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂喜，迟骋，孙飞虎，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：