[發明專利]一種基于R-L迭代算法的反卷積波束形成加速方法

在審

• 申請號: 202111190318.7
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN114236516A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張錚;徐雅南;孔強;王偉;李恒光;范澤亞
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G06F17/15
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 宋飛燕

1.一種基于R-L迭代算法的反卷積波束形成加速方法，其特征在于，包括以下步驟：

利用陣型相關參數計算均勻線性陣列的自然指向性函數PSF_R＝{PSF₁，PSF₂，...，PSF_r}，其中r表示頻點編號總數；

根據帶寬劃分不等間距的子帶，抽取相應子帶中心頻點的自然指向性函數；

利用均勻線陣列的各陣元數據進行m個波束的常規波束形成計算，獲得m個波束的功率譜P_M＝{P₁，P₂，...，P_m}；

對子帶中心頻點抽取后的自然指向性函數PSF_O＝{PSF₁，PSF₂，...，PSF_o}、M個波束的功率譜P_M＝{P₁，P₂，...，P_m}進行R-L反卷積計算，其中o表示劃分的子帶總數，o＜r；

將R-L反卷積計算結果得到的m個波束結果作為最終的方位估計結果。

2.如權利要求1所述的一種基于R-L迭代算法的反卷積波束形成加速方法，其特征在于，所述功率譜P(cosθ)的計算方法為

其中，S()為源分布函數，B_p()為波束指向性函數，K為聲音信號的數量，i為第i個聲音信號，A_i為第i個聲音信號的強度，θ_i為第i個聲音信號的入射方位角，為波束角度的微分值，δ()為沖激函數，N為陣元個數，d為陣元間距，λ為波長。

3.如權利要求1所述的一種基于R-L迭代算法的反卷積波束形成加速方法，其特征在于，自然指向性函數的計算方法為其中，f為信號頻率，N為陣元個數，d為陣元間距，c為水中聲速，θ為信號入射方位角，為波束角度的微分值。

4.如權利要求1所述的一種基于R-L迭代算法的反卷積波束形成加速方法，其特征在于，在獲得相應子帶中心頻點的自然指向性函數、m個波束的功率譜P_M后，分別對m個波束的功率譜P_M、子帶中心頻點抽取后的自然指向性函數PSF_O做周期擴展，得到擴展的功率譜P_M′和擴展的自然指向性函數PSF_O′；對周期擴展的功率譜P_M′和周期擴展的自然指向性函數PSF_O′進行R-L反卷積計算；在R-L反卷積結果中取中間的m個波束結果作為最終的方位估計結果。

5.如權利要求4所述的一種基于R-L迭代算法的反卷積波束形成加速方法，其特征在于，所述的對m個波束的功率譜P_M做周期擴展包括以下步驟：

以功率譜P_M的左右端點為起點，分別向外擴展預設數量l的波束；擴展波束以功率譜P_M左右端點的值為基準取值，獲得周期擴展的功率譜P_M′＝{P₁，P₂，...，P_m，...，P_m+2l}，P_m表示第m個波束的功率值。