[發明專利]一種基于固定轉發強度的目標回波強度測量方法及系統

有效

• 申請號: 201210085588.6
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103364779A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 陳守虎;曹建國;劉熙沐;馬力
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S13/74
• 分類號: G01S13/74
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明屬于目標回波強度測量領域，涉及一種基于固定轉發強度的目標回波強度測量方法及系統。

背景技術

現有技術中使用電磁波和聲波各種手段，對目標距離、方位、大小的測量和估計，在各個領域均得到了廣泛的應用。例如，工業中的無損檢測，漁業中的探漁，醫療中的各型超聲檢測，以及國防領域中的雷達和聲納。其基本原理都是主動發射某種波動信號(例如電磁波或者機械波)，波動信號在介質中傳播到達目標后，由于目標與環境介質的異質性，會導致波動在目標的表面發生反射，使用傳感器陣列接收反射信號，根據反射信號的強度和返回各個傳感器的延遲時間可以對待測目標的距離、方位和大小性質等進行估計。

但是要準確地進行上述測量和估計，需要對待測目標具有一些先驗知識。其中，最重要的一條就是所謂的目標強度。目標強度是指距離所測目標一個單位的距離處反射信號強度與入射信號強度之比，通常還要對上述比例取對數：

TS=10log(IrIi)|r=1=Er-Ei---(1)]]>

其中，E_r和E_i分別是以對數形式表示的反射波強度和入射波強度，如圖3所示。

由于應用具有重要意義，已經有一些目標強度的測量方法得到了廣泛的應用。下面介紹兩種現有技術中最具代表性的目標強度測量方法。

1、直接測量法：

由于對實際目標在單位距離上進行直接測量是不切實際的，其原因包括但不限于如下幾條：

1)實際目標可能體積很大，不顧實際目標的尺度，而將其等效為點進行近距離測量是錯誤的。

2)目標在近距離上表現出的回波強度和在遠距離上可能存在明顯的差異，由于許多實際的應用是用于遠距離測量，因此，不應該使用過近距離上的測量結果。

3)在許多測量條件下，在單位距離上測量，具有實際操作上的困難。

所以，對實際目標的測量，通常是在遠距離上進行的。在遠距離上發射信號，也在遠距離上接收回波信號，當然，按照目標強度的定義，發射信號和回波信號都要歸一化到單位距離處的入射信號強度和反射信號強度，如圖3所示。

E_i＝SL-TL₁????????????(2)

E_r＝EL+TL₂????????????(3)

其中，SL：發射波強度；EL：回波強度；TL₁：往程(從波動信號源到被測量目標)的傳播損失；TL₂：返程(從被測量目標到波動信號源)的傳播損失。

將(2)、(3)式代入(1)式，得到直接測量法的目標強度計算公式，

TS＝EL-SL+TL₁+TL₂????(4)

需要測量或者估算的物理量有四個：波動信號源的發射強度SL，接收到的回波強度EL，往程傳播損失TL₁和返程傳播損失TL₂。目標強度的測量誤差E_TS，受如下幾個因素的影響，

1)E_EL：回波測量誤差，主要取決于接收傳感器的靈敏度精度；

2)E_SL：發射信號強度標定誤差；

3)E_TL：波動信號往返傳播損失估算誤差。

E_TS＝E_EL+E_SL+E_TL?????(5)