System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法技术_技高网

一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法技术

技术编号:41255557 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-11 09:15
本发明专利技术公开了一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:在测量环境下测量球壳阵中各水听器传递函数,得到脉冲响应序列,通过序列截取获得直达声‑壳体散射声部分;构建散射声场‑传递函数映射方程,将模态函数视为变量,解散射声场‑传递函数映射方程获得校正后的模态函数,并利用校正后的模态函数进行波束形成。本发明专利技术给出了能够区分直达‑壳体散射与水面、水底界面反射声的测量方法,在保留球壳阵阵元幅度差相位差信息前提下,构建了散射声场‑传递函数映射方程,并修正了散射声场在球坐标系下的模态函数,利用修正后模态函数进行波束形成,该方法能够更准确地利用壳体声散射特性,因此能够提高目标检测能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于声纳信号处理领域,具体涉及一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法


技术介绍

1、大型球壳阵波束形成方法是当前新型声纳装备的重要形式。利用球壳散射声场进行波束形成能够显著提高目标检测、分辨能力,但是受制于水下球壳近场声散射理论模型不准确、仿真模型构建困难、实际测量受环境影响大等问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,以解决
技术介绍
中提出的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供技术方案如下:

3、一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,所述方法包括以下步骤:

4、在测量环境下测量球壳阵中各水听器传递函数,得到脉冲响应序列,通过序列截取获得直达声-壳体散射声部分;

5、构建散射声场-传递函数映射方程,将模态函数视为变量,解散射声场-传递函数映射方程获得校正后的模态函数,并利用校正后的模态函数进行波束形成。

6、优选地,所述测量环境满足声源-球壳阵的深度、距离限制。

7、优选地,所述限制为:

8、

9、式中,fmin表示最小测量频率,l为球壳阵中心到声源距离,h为水池或湖水深度,d1、d2分别为球阵深度和声源深度;δt为根据球壳阵列的直径d估计的直达声-壳体反射声持续时长的多倍时长,δt=λπd/(2c),c为水中声速,λ为比例系数,l1=min(d1+d2,h-d1+d2)。

10、优选地,所述传递函数表示为

<p>11、h(ωq)=y(n)*x(t-n)

12、式中,h(ωq)为计算得到的脉冲响应序列,y为测量用信号,x(t-n)为测量系统接收序列x(n)的时反序列,q为球壳阵中水听器的编号,q=1,2,...q,ωq为水听器对应角度。

13、优选地,所述序列截取包括:在所有水听器的脉冲响应序列h(ωq)中查找最大值,该最大值为正面接收信号最强的水听器在0时刻接收信号,记录该水听器编号q0和最大值出现时刻t0;将t0-πd/(2c)作为起始时刻、t0+δt作为结束时刻,对所有水听器的脉冲响应序列在相同时间段进行序列截取。

14、优选地,所述散射声场-传递函数映射方程表示为:

15、

16、其中,p(kr,ω0)、h(kr,ω0)为球心处参考声压。

17、优选地,所述解散射声场-传递函数映射方程获得校正后的模态函数为:通过多次测量传递函数构建由多个映射方程组成的方程组,通过最小二乘法解方程组,得到模态函数

18、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:

19、本专利技术给出了能够区分直达-壳体散射与水面、水底界面反射声的测量方法,在保留球壳阵阵元幅度差相位差信息前提下,构建了散射声场-传递函数映射方程,并修正了散射声场在球坐标系下的模态函数,利用修正后模态函数进行波束形成,该方法能够更准确地利用壳体声散射特性,因此能够提高目标检测能力。

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【技术保护点】

1.一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述测量环境满足声源-球壳阵的深度、距离限制。

3.如权利要求2所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述限制为:

4.如权利要求1所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述传递函数表示为h(Ωg)=y(n)*x(T-n)

5.如权利要求1所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述序列截取包括:

6.如权利要求1-5任一项所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述散射声场-传递函数映射方程表示为:

7.如权利要求6所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述解散射声场-传递函数映射方程获得校正后的模态函数为:

【技术特征摘要】

1.一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述测量环境满足声源-球壳阵的深度、距离限制。

3.如权利要求2所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述限制为:

4.如权利要求1所述的一种散射声场校正的球壳阵波束形成方法,其特征在于,所述传递函数表示为h...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘悦王强曹怀刚杨家铭司致远
申请(专利权)人:中国船舶集团有限公司第七一五研究所
类型:发明
国别省市:

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