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一种三维成像声纳系统换能器阵的稀疏优化方法技术方案

技术编号:3864572 阅读:299 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种三维成像声纳系统换能器阵的稀疏优化方法,采用模拟退火算法对平面阵中的换能器阵元进行稀疏优化,得到稀疏换能器阵,求得在稀疏优化后的换能器阵的波束方向图同时满足最大旁瓣峰值的阈值条件和锥度比的阈值条件下,稀疏换能器阵需要开启的最少换能器数目;所述稀疏优化前的平面阵由M×N个换能器组成,所述的换能器按半波长或一个波长间距均匀分布在一个矩形平面内;所述的锥度比为换能器的最大权重系数与换能器的最小权重系数的比值。本发明专利技术利用尽量少的换能器阵元实现系统目标,使得建造此相控阵三维图像声纳系统所需的硬件成本降低,使得进行波束形成算法所需的乘累加的计算量也减少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相控阵三维成像声纳
,具体来说是一种三维成像 声纳系统换能器阵的稀疏优化方法。
技术介绍
波束形成计算是信号处理领域的一种常用的信号处理方式,在声纳信 号处理,雷达信号处理,超声波探测等领域具有很广泛的应用,但由于需 要处理的数据量很大,在实际应用中往往很难对大规才莫的波束进行计算, 而波束形成计算量与换能器数目成正比。满足一定大小的换能器面阵是高分辨率相控阵三维图像声纳系统所必需具备的为了阻止大的旁瓣产生,半波长间距布阵是必需满足的条件; 为了取得一定的纵向分辨率,则需要一个比较大面积的面阵。高分辨率的 相控阵三维图像声纳系统的半波长布阵要求和高纵向分辨率的要求使得 构造此类系统所需的二维平面换能器阵由几千甚至上万个换能器组成。模拟退火算法来源于固体退火原理,将固体加温至充分高的温度,再 让其徐徐冷却,加温时,固体内部粒子随着温度的上升变为无序状态,同 时固体内能增大,而徐徐冷却时粒子渐趋有序,最后到达"结晶"状态,此 时固体的内能减为最小。模拟退火算法是一种用于解决多目标优化问题的 随机方法,该算法的运算过程是一个迭代过程在每次迭代中,由所有换 能器权重系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维成像声纳系统换能器阵的稀疏优化方法,其特征在于,采用模拟退火算法对所述的换能器阵进行稀疏优化,得到稀疏换能器阵,求得稀疏换能器阵的波束方向图同时满足最大旁瓣峰值的阈值条件和锥度比的阈值条件下,稀疏换能器阵需要开启的最少换能器数目;  所述稀疏优化前的换能器阵由M×N个换能器组成,所述的换能器按半波长或一个波长间距均匀分布在一个矩形平面内,其中M、N为自然数; 所述的锥度比为换能器的最大权重系数与换能器的最小权重系数的比值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陈耀武陈朋田翔
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:86[中国|杭州]

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