[發明專利]一種用于方位歷程圖顯示的二維背景均衡方法

有效

• 申請號: 201610728392.2
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107783096B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 鮑習中;陳新華;方華;劉磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/56
• 分類號: G01S7/56
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;陳琳琳

1.一種用于方位歷程圖顯示的二維背景均衡方法，所述方法包括：對拖曳陣列中各陣元通道的輸出進行時域濾波和預處理，然后進行頻域波束形成，對頻域波束形成后的輸出分頻帶進行寬帶能量積分得到不同頻帶的波束輸出；各頻帶依次按頻域波束形成搜索的角度處理，各角度按時間方向進行濾波，得到各角度新的輸出能量值；根據不同頻帶輸出對當前幀數據按照角度方向進行背景均衡處理；然后對不同頻帶輸出進行去除野點處理和圖像顯示。

2.根據權利要求1所述的用于方位歷程圖顯示的二維背景均衡方法，其特征在于，所述方法具體包括：

步驟101)通過FIR濾波器對拖曳陣列中各陣元通道的輸出進行時域濾波，而且只對信號處理頻帶進行濾波；

步驟102)對時域濾波信號進行預處理，剔除存在脈沖干擾的信號數據；

步驟103)對預處理后的時域濾波信號進行頻域波束形成；

步驟104)對頻域波束形成后的輸出分頻帶進行寬帶能量積分得到不同頻帶的波束輸出：

設積分頻帶的上限頻率和下限頻率分別為f_l、f_h，將上、下限頻率對應的頻點結果進行求和平均，結果為A_cbf(b,k,θ)，其中b表示頻帶，k表示數據幀數，θ為掃描的角度；

步驟105)各頻帶依次按頻域波束形成搜索的角度處理，各角度按時間方向進行一階遞歸濾波，得到各角度新的輸出能量值A_cbf1(b,k,θ)；

步驟106)對步驟105)得到的不同頻帶輸出，對當前幀數據按照角度方向進行背景均衡處理；

步驟107)分別對步驟106)得到的不同頻帶輸出進行去除野點處理；

步驟108)分別對步驟107)得到的不同頻帶進行圖像顯示。

3.根據權利要求2所述的用于方位歷程圖顯示的二維背景均衡方法，其特征在于，所述步驟102)具體包括：

步驟102-1)各陣元濾波后的時域信號為x₁(n),x₂(n),x₃(n),…,x_M(n)，M表示陣元個數，第k幀的基陣實際平均能量值為：

N：表示每一幀的數據點數；

步驟102-2)將第k幀的基陣實際平均能量值進行一階遞歸濾波，輸出為B_k：

步驟102-3)設定脈沖判決γ，當A_k＞γB_k時，判定信號中存在脈沖干擾，本幀數據為無效數據，等待下一幀數據處理；若A_k＜＝γB_k，判定信號中無脈沖干擾，本幀數據為有效數據，進行下一幀數據處理；

其中，α₁取0.01～0.05的常數，γ的取值范圍為3～5。

4.根據權利要求2所述的用于方位歷程圖顯示的二維背景均衡方法，其特征在于，所述步驟103)具體包括：

步驟103-1)將各陣元時域信號進行FFT運算，得到各陣元的頻域信號；

步驟103-2)對各陣元頻域信號進行相位補償，補償的向量為：

W(f,θ)＝[1 e^{-j2πfdcos(θ)/c} e^{-j2πf2dcos(θ)/c}…e^{-j2πf(M-1)dcos(θ)/c}]

其中，d為陣間距，c為聲速；θ表示掃描角度：0≤θ≤π；θ＝m*π/360，m取0到360之間的整數；

步驟103-3)將各陣元的頻域信號與補償后的向量相加，然后對信號取模平方，得到的值為頻域波束形成的能量。

5.根據權利要求4所述的用于方位歷程圖顯示的二維背景均衡方法，其特征在于，所述步驟105)的具體實現過程為：

對所述步驟104)輸出的A_cbf(b,k,θ)，沿著時間軸進行α濾波，濾波公式如下：

A_cbf1(b,k,θ)為縱向α濾波輸出數據，α2為濾波參數。