[發明專利]一種新型稀疏圓臺陣列淺水域組合搜索方法

有效

• 申請號: 201810757444.8
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN109061612B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 生雪莉;楊超然;朱廣平;郭龍祥;殷敬偉;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型稀疏圓臺陣列淺水域組合搜索方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立全局空間直角坐標系O-XYZ，布放新型稀疏化多層圓臺陣，獲取圓臺陣各陣元在全局空間直角坐標系中的位置分布，接收來自搜索目標的信號；

所述新型稀疏化多層圓臺陣是由M層不同半徑的圓環陣堆疊構成的立體陣，從下往上圓環陣的半徑依次減小，最下層圓環陣的陣元間距為接收信號的半波長λ/2；所述新型稀疏化多層圓臺陣的層間距為接收信號的半波長λ/2，各層高度依次為h₁,h₂,h₃…h_M，各層陣元個數N_m為r_m表示第m層圓環陣的半徑，m＝1,2,…,M；

布放新型稀疏化多層圓臺陣時，將最底層圓環陣的圓心布置于全局空間直角坐標系O-XYZ的原點O處，使Z軸指向圓臺陣正上方；所述各陣元在全局空間直角坐標系中的位置分布是指各陣元在全局空間直角坐標系下的柱坐標；第m層中第n個陣元的柱坐標表示為

步驟2：獲取新型稀疏化多層圓臺陣中各陣元相對于參考點O的接收信號相位差，對新型稀疏化多層圓臺陣各陣元進行相控補償、波束形成，得到新型圓臺陣各層圓環陣列和側面母線陣列空間濾波結果；

當m＝1表示底面圓環，底面圓環上陣元n相對于參考點O的相位差為：

其中，俯仰角θ∈(0,π)定義為Z軸與入射方向的夾角；方位角是從X軸沿逆時針方向到信號入射方向在陣列平面上投影的夾角；

當m＝2,3…M時，各圓環上陣元n相對于參考點O相位差為：

所以，所有M個半徑不同的圓環陣列上所有陣元形成的總的陣列方向圖函數為：

其中，θ_m＝tg^-1(r_m/h_m)；ψ_mn為第m層中第n個陣元的初始相位差；

為了使主波束能指向選定的方向，則有：

則相對應的對稱分布圓臺陣的方向圖函數為：

步驟3：利用新型稀疏化多層圓臺陣各層圓環陣列和母線陣列在垂直方向進行決策級融合組合搜索，得到搜索區域范圍和搜索目標結果；

所述決策級融合組合搜索具體為：當目標來向θ₀∈[0°,45°]范圍，利用新型稀疏化多層圓臺陣各層圓環陣列對目標進行搜索輸出，判斷目標有無；當目標來向θ₀∈[45°,90°]范圍，利用新型稀疏化多層圓臺陣側面母線陣列對目標進行搜索輸出，判斷目標有無；當目標來向θ₀∈[45°,60°]屬于兩個搜索交疊區域時，對兩陣列搜索輸出融合判斷目標有無；

步驟4：改變新型稀疏圓臺陣列層數、高度、母線斜率，得到陣型參數變化對水下平臺頂端半空間搜索范圍和海底來向干擾抑制，得到優化的搜索區域范圍和搜索目標結果。