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第 37 卷 第 6 期 Vol. 37, No.6
2018 年 11 月 Journal of Applied Acoustics November, 2018

⋄ 研究报告 ⋄

sinc函数加权圆弧形恒定束宽阵列 ∗

冯雪磊 † 蒋令闻 张崇丙 李晓伟

(中国船舶科学研究中心 深海载人装备国家重点实验室 无锡 214082)

摘要 加权函数对于圆弧形恒定束宽阵列的性能至关重要，因此分析了圆弧形恒定束宽阵列的加权函数的特
性，并提出了 sinc 函数加权方法。分别对窄覆盖 sinc 函数加权阵列和宽覆盖 sinc 函数加权阵列的波束特性进
行数值分析，验证其恒定束宽的波束特性。结果表明，sinc 函数加权阵列在工作频率范围内产生近似不随频率
变化的波束。此外，还与多种已有的圆弧形恒定束宽阵列进行对比分析，包括 Legendre 函数加权阵列、余弦函
数加权阵列、Chebyshev 多项式加权阵列等。结果表明，相较于已有的阵列，sinc 函数加权阵列具有更低的低
频截止频率，因而对应更大的工作频率范围。
关键词 圆弧形阵列，恒定束宽阵列，sinc 函数加权，阵列加权，波束形成
中图法分类号: TB565 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2018)06-0904-05
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2018.06.011

Constant-beamwidth circular-arc line array using sinc-function array shading

FENG Xuelei JIANG Lingwen ZHANG Chongbing LI Xiaowei

(State Key Laboratory of Deep-Sea Manned Vehicles, China Ship Scientific Research Center, Wuxi 214082, China)

Abstract Shading function is critical to the performance capability of a constant-beamwidth array and is
therefore analyzed theoretically and the sinc-function shading is then derived. A sinc-function-shaded narrow-
arc array and broad-arc array are analyzed, and their constant-beamwidth performance capabilities are verified.
The results indicate that the beam patterns vary little with frequency above the cutoff frequencies. Several ex-
iting constant-beamwidth circular-arc arrays are analyzed for comparison, including Legendre-function-shaded
array, cosine-shaded array, Chebyshev-polynomials-shaded array, etc. The results indicate that the lower
bandwidth limitation for sinc-function-shaded array is lower than those for exiting constant-beamwidth arrays,
corresponding to a wider operating bandwidth.
Key words Circular-arc line array, Constant-beamwidth array, sinc-function shading, Array shading, Beam-
forming

2017-12-12 收稿; 2018-05-01 定稿
国家重点研发计划项目 (2017YFB0202701), 国家自然科学基金项目 (11772304)
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作者简介: 冯雪磊 (1989- ), 男, 江苏无锡人, 工程师, 研究方向: 声学换能器。
† 通讯作者 E-mail: xlfeng@hotmail.com