一種多波束形成方法及使用該方法的多波束聲納的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多波束形成方法。本發(fā)明通過對接收陣元陣列所接收的回波信號進(jìn)行處理在一定方向范圍內(nèi)生成一組波束特性相同的連續(xù)窄波束,所述接收陣元陣列包括在角度為的圓弧上等間距排列的M個相同的接收陣元,,M為大于1的整數(shù);兩個相鄰接收陣元之間的圓心角為所述窄波束的波束間距的整數(shù)倍,每個窄波束通過對接收陣元陣列中N個連續(xù)排列的接收陣元所接收的回波信號進(jìn)行加權(quán)移相相加得到,N為大于1且小于等于M的整數(shù)。本發(fā)明還公開了一種使用所述方法的多波束聲納。相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明可有效降低系統(tǒng)對波束加權(quán)系數(shù)的存儲量,大大節(jié)省系統(tǒng)的存儲資源。
【專利說明】一種多波束形成方法及使用該方法的多波束聲納
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多波束形成方法,尤其涉及一種基于等距均勻圓陣(UCA,后續(xù)簡稱為圓陣)的多波束形成方法,可用于多波束聲納、多波束無線通信天線等的多波束生成。
【背景技術(shù)】
[0002]因海戰(zhàn)、海洋開發(fā)和堤壩安全探測的需求使得成像聲納技術(shù)越來越受到重視,尤其是在較為混濁的水域,此時水下視頻攝像根本無法看清幾米之外的目標(biāo),需要借助于高分辨率成像聲納系統(tǒng)來完成水下目標(biāo)的探測。而高分辨率成像聲納具有陣元數(shù)多,工作頻率高,需要產(chǎn)生的波束數(shù)多,因此數(shù)據(jù)量龐大,例如產(chǎn)生512個波束,就需要512組加權(quán)系數(shù)矢量,而每組加權(quán)系數(shù)矢量又含有相當(dāng)多的系數(shù),存儲各通道信號數(shù)據(jù)和波束加權(quán)系數(shù)矢量需要耗費(fèi)大量的存儲空間,從而限制了其在工程上的實(shí)現(xiàn)。多波束無線通信天線同樣存在上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種多波束形成方法,可有效降低系統(tǒng)對波束加權(quán)系數(shù)的存儲量,大大節(jié)省系統(tǒng)的存儲資源。
[0004]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
[0005]一種多波束形成方法,通過對接收陣元陣列所接收的回波信號進(jìn)行處理在一定方向范圍內(nèi)生成一組波束特性相同的連續(xù)窄波束,所述接收陣元陣列包括在角度為α的圓弧上等間距排列的M個相同的接收陣元,a e (O, 2 31 ], M為大于I的整數(shù);兩個相鄰接收陣元之間的圓心角為所述窄波束的波束間距的整數(shù)倍,每個窄波束通過對接收陣元陣列中N個連續(xù)排列的接收陣元所接收 的回波信號進(jìn)行加權(quán)移相相加得到,N為大于I且小于等于M的整數(shù)。
[0006]優(yōu)選地,所述每個窄波束通過對接收陣元陣列中N個連續(xù)排列的接收陣元所接收的回波信號進(jìn)行加權(quán)移相相加得到,具體如下:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種多波束形成方法,通過對接收陣元陣列所接收的回波信號進(jìn)行處理在一定方向范圍內(nèi)生成一組波束特性相同的連續(xù)窄波束,所述接收陣元陣列包括在角度為α的圓弧上等間距排列的#個相同的接收陣元,(0,2^] , M為大于I的整數(shù);其特征在于,兩個相鄰接收陣元之間的圓心角為所述窄波束的波束間距的整數(shù)倍,每個窄波束通過對接收陣元陣列中#個連續(xù)排列的接收陣元所接收的回波信號進(jìn)行加權(quán)移相相加得到,#為大于I且小于等于#的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述多波束形成方法,其特征在于,所述每個窄波束通過對陣元陣列中#個連續(xù)排列的接收陣元所接收的回波信號進(jìn)行加權(quán)移相相加得到,具體如下:
3.如權(quán)利要求2所述多波束形成方法,其特征在于,%按照下式得到:
Ifk = cos2 其中,&巧.表示該窄波束方向與接收陣元陣列圓心和第々個接收陣元之間連線的夾角。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述多波束形成方法,其特征在于,所述接收陣元陣列為聲納陣列或無線通信天線陣列。
5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述多波束形成方法,其特征在于,每個窄波束的方向靠近形成該窄波束的#個連續(xù)排列的接收陣元的中間位置。
6.—種使用如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述多波束形成方法的多波束聲納。
【文檔編號】G01S7/52GK103630887SQ201310556358
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】夏偉杰, 周建江, 于政, 黃慧, 金雪, 楊成, 王靜嬌, 董琎琎, 蔣鵬飛 申請人:南京航空航天大學(xué)