Page 33 - 《应用声学》2024年第1期

第 43 卷 第 1 期 陈新华等： 基于遗传算法的不等间距阵优化方法 29

化阵型，优化后阵型在无栅瓣情况下，提升空间增 15
益。接下来采用计算机仿真方式进行如下定量验证
10
分析。
3.1 低频信号分析 ࣨए/dB 5
为了定量对比优化后阵型与未优化阵型对低 0
频信号处理空间增益变化量，设置如表 3 参数进行 ᣥКηՂ
-5
验证。 ళ͖ӑ᫼ᣥѣηՂ
͖ӑ᫼ᣥѣηՂ
-10
表 3 低频信号参数 250 300 350 400 450 500
ᮠဋ/Hz
Table 3 The parameters for low frequency signal
图 9 SLR = −10 dB，两种阵型输出信号频谱级
名称 参数
Fig. 9 SLR = −10 dB, the frequency spectral
信号与噪声谱级比 SLR
levels by two arrays
处理频率 375 Hz
系统采样率 10 kHz -8
一次处理数据长度 1 s -10 ళ͖ӑ᫼
͖ӑ᫼
统计次数 200 -12
目标方位 90 ◦
-14
处理方法 常规波束形成 -16
未优化阵所用阵元数 N 1 ࣨए/dB -18
优化阵所用阵元数 N 2
-20
图 9∼ 图 11 为 N 1 = N 2 = 192 时，分别采用未 -22
优化阵和优化阵对375 Hz信号进行处理所得结果。 -24
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
由图 9∼ 图 11 结果可知，对于 375 Hz 信号，在 ᝈए/(O)
目标方位处两种阵型输出信号谱级、合成空间谱背
图 10 SLR = −10 dB，两种阵型输出空间谱
景级一致，该结果验证了优化阵型未损失对低频信
Fig. 10 SLR = −10 dB, the spatial spectrum by
号处理空间增益。 two arrays
3.2 高频信号分析
1.0
接下来为了定量对比优化后阵型与未优化阵 0.8 ࠄᬅቇᫎܙᄞࣀ
ေ᝷ቇᫎܙᄞࣀ
0.6
型对高频信号处理空间增益变化量，设置如表 4 参
0.4
数进行验证。 0.2
ࣨए/dB 0
表 4 高频信号参数 -0.2
Table 4 The parameters for high frequency signal -0.4
-0.6
名称 参数 -0.8
输入信号谱级比 SLR -1.0
-20 -16 -12 -8 -4 0
处理频率 1.5 kHz SLR/dB
系统采样率 10 kHz
图 11 SLR = −20 ∼ 0 dB，两种阵型输出空间增益差
一次处理数据长度 1 s
Fig. 11 SLR = −20 ∼ 0 dB, the spatial gain differ-
统计次数 200
ence by two arrays
目标方位 90 ◦
处理方法 常规波束形成 图 12 和图 13 为 N 1 = N 2 = 192 时，分别采用
未优化阵所用阵元数 N 1
未优化阵和优化阵对 1.5 kHz 信号进行处理所得
优化阵所用阵元数 N 2
结果。