Page 131 - 应用声学2019年第2期

第 38 卷 第 2 期 李兰瑞等： 基于时延估计的双子阵时域波束形成技术 277

5
600
ᄬಖB
0 ᄬಖA 500
ԥߕ᫼ 400
࣢᜻Л᫼
Ҫဋ/dB -5 ௑ᫎ/s 300 B

-10 A C
200
-15 100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 20 40 60 80 100 120 140 160 180
வͯ/(O) வͯ/(O)
(a) ࣢᜻Л᫼
图 6 扰动后空间谱对比图
Fig. 6 Comparison of spatial spectrum after dis-
600
turbance
500
3.2 海试数据验证 400 B

仿真信号验证了双子阵方法的有效性，下面采 ௑ᫎ/s 300 A C
用一次海试数据进行验证，海试数据为柔性长拖曳 200
声呐的海上实录数据。对比全阵直接做时域波束形 100
成和双子阵波束形成方法输出的空间谱和方位历
20 40 60 80 100 120 140 160 180
程图，如图7、图8所示。
வͯ/(O)
(b) ԥߕ᫼
0
ԥߕ᫼
-10 ࣢᜻Л᫼ C 图 8 方位历程对比图
B
-20 A Fig. 8 Comparison of azimuth process
ॆʷӑҪဋ/dB -30 想提出了基于时延估计的双子阵时域波束形成算
法。仿真和海试数据证明，双子阵时域波束形成算
-40
法有效降低了阵形畸变带来的影响，提高了目标方
-50
位分辨率和阵处理增益。由于提高了阵处理增益，
-60
时域波束形成后输出的时域声音信号更有利于声
-70
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 呐兵的听音识别。在无法进行阵形估计时，可有效
வͯ/(O)
降低阵形畸变带来的影响。
图 7 空间谱对比图
Fig. 7 Comparison chart of spatial spectrum
参 考 文 献
对比图7、图8可以发现，图中标注的A、B、C三
[1] Waite A D. 实用声呐工程 [M]. 王德石, 译. 北京: 电子工业
处，常规全阵时域波束形成算法无法有效分辨邻近 出版社, 2004: 169.
双目标，而双子阵算法提高了长拖曳线阵目标方位 [2] 饶伟. 水听器拖曳阵阵形估计方法研究 [D]. 长沙: 国防科学
分辨率，可以有效检测到邻近目标，输出信噪比更 技术大学, 2007.
[3] 姜楷娜, 田作喜, 翟春平, 等. 一种提高分裂阵频域波束形成测
高。相应的海试记录显示，在该段数据的起始时刻
向分辨力的方法 [J]. 舰船科学技术, 2016, 38(23): 138–142.
83 、95 、113 、123 四处均有邻近的双目标存在，同 Jiang Kaina, Tian Zuoxi, Zhai Chunping, et al. A method
◦
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◦
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本文算法处理结果相同。 for improving the direction finding resolution of split ar-
ray beam forming in frequency domain[J]. Ship Science
4 结论 and Technology, 2016, 38(23): 138–142.
[4] Stergiopoulos S, Ashley A T. An experimental evaluation
of split-beam processing as a broadband bearing estimator
本文首先分析了柔性长拖曳线阵阵形畸变对
for line array sonar system[J]. The Journal of the Acous-
波束形成带来的影响，之后结合频域双子阵处理思 tical Society of America, 1997, 102(6): 3556–3563.