[發明專利]一種非參數型高分辨波束形成方法與裝置

無效

• 申請號: 200810147305.X
• 申請日: 2008-08-06
• 公開（公告）號: CN101470195A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 李宇;王福釙;黃海寧;李淑秋;張春華
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 勇

1.一種非參數型高分辨波束形成裝置，包括：

接收水聽器陣、多個子陣列波束形成器、邏輯運算器和波束合成器；

其中，所述接收水聽器陣用于采集水聲信號數據，并將水聲信號數據劃分為若干個子陣列形成的信號；所述多個子陣列波束形成器分別與所述接收水聽器陣相連，用于對所述信號進行普通波束形成；所述邏輯運算器用于對所述普通波束進行邏輯運算，獲得積累波束旁瓣估計，所述邏輯運算器包括：多個減法器、多個絕對值器、多個分類求和器以及加權求和器，所述多個減法器分別與一個或者多個子陣列波束形成器相連，對所述普通波束進行逐對的減法運算，獲得對波束旁瓣的估計；所述多個絕對值器中每一個與對應的一個減法器相連，用于對所連接的減法器的輸出取絕對值；所述分類求和器分別與對應的絕對值器相連接，用于對絕對值器的輸出進行歸類求和，獲得分類的積累波束旁瓣估計；所述加權求和器和多個分類求和器相連接，對歸類求和器的輸出進行加權求和，獲得加權的積累波束旁瓣估計；所述波束合成器用于對所述積累波束旁瓣估計進行開方運算，合成高分辨波束。

2.權利要求1的裝置，還包括冪運算器，用于對邏輯運算器輸出的積累波束旁瓣估計進行冪運算，并輸出給所述波束合成器，其中冪運算器的冪次通常取1或者2；所述波束合成器對所述冪運算器的輸出進行相減后進行對應開方運算。

3.權利要求1的裝置，其中，所述子陣列波束形成器可以使用寬帶延時波束形成或者是窄帶頻域波束形成。

4.權利要求1的裝置，其中，所述減法器首先對相鄰的子陣列波束形成器的輸出相減，然后對相隔一個子陣的子陣列波束形成器的輸出相減，直至陣列兩端的子陣列波束形成器的輸出相減。

5.權利要求1的裝置，其中，所述分類求和器按子陣列之間的距離對所述減法器的輸出進行分類求和，同時對子陣列的波束形成結果求和。

6.權利要求1的裝置，其中，所述接收水聽器陣包括接收水聽器線列陣和接收水聽器平面陣；對于所述接收水聽器平面陣獲得的信號，所述減法器和所述分類求和器需要在水平和垂直方向上分別進行運算。

7.一種非參數型高分辨波束形成方法，包括：

步驟10)、采集水聲信號數據，并將水聲信號數據劃分為由若干個子陣列形成的信號；

步驟20)、對所述信號進行普通波束形成；

步驟30)、用于對所述普通波束進行邏輯運算，獲得積累波束旁瓣估計，進一步包括步驟310)對所述普通波束進行逐對的減法運算，獲得對波束旁瓣的估計，步驟320)對所述波束旁瓣的估計取絕對值并進行歸類求和，獲得分類的積累波束旁瓣估計，步驟330)對所述分類的積累波束旁瓣估計進行加權求和，獲得加權的積累波束旁瓣估計；

步驟40)、對所述積累波束旁瓣估計進行開方運算，合成高分辨波束。

8.權利要求7的方法，其中，步驟20)中，所述普通波束形成可以使用寬帶延時波束形成或者是窄帶頻域波束形成。

9.權利要求7的方法，步驟40)還包括對所述積累波束旁瓣估計進行冪運算，對冪運算的輸出進行相減后再進行對應開方運算，合成高分辨波束。

10.權利要求7的方法，其中，步驟310)還包括：首先對相鄰的所述普通波束相減，然后對相隔的所述普通波束相減，直至相距最遠的所述普通波束相減。

11.權利要求7的方法，其中，步驟320)還包括按子陣列之間的距離對所述波束旁瓣的估計進行分類求和，同時對子陣列的波束形成結果求和。