前视声纳多普勒波束锐化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106932768A(43)申请公布日2017.07.07(21)申请号201710158805.2(22)申请日2017.03.17(71)申请人中国人民解放军海军工程大学地址430033湖北省武汉市解放大道717号(72)发明人唐劲松吴浩然钟何平田振丘昌镇张森徐魁(74)专利代理机构武汉智盛唯佳知识产权代理事务所(普通合伙)42236代理人胡红林(51)Int.Cl.G01S7/52(2006.01)G01S7/539(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称前视声纳多普勒波束锐化方法(57)摘要本发明涉及一种前视声纳多普勒波束锐化方法，利用同一波束内不同方位目标多普勒频率的差异分辨多个目标。在距离徙动校正时，采用相位补偿技术，实现中心频率置零，消除多普勒中心频率模糊；采用减小相干时间和正交波形轮发提高脉冲重复频率，消除多普勒带宽模糊。通过波束展宽技术，扩大合成孔径长度，增大相干积累时间，提高锐化比。前视声纳多普勒锐化方法在阵孔径给定条件下，可有效地提高前视声纳成像分辨率；在给定分辨率的条件下，可减小接收阵尺寸和通道数，降低系统的复杂性。CN106932768ACN106932768A权利要求书1/1页1.一种前视声纳多普勒波束锐化方法，其特征在于：利用同一波束内不同方位目标多普勒频率的差异分辨目标。2.根据权利要求1所述的前视声纳多普勒波束锐化方法，其特征在于：采用波束方位点目标回波频率置零技术。3.根据权利要求1所述的前视声纳多普勒波束锐化方法，其特征在于：通过减小相干时间减小多普勒带宽，防止出现多普勒带宽超过脉冲重复频率。4.根据权利要求1所述的前视声纳多普勒波束锐化方法，其特征在于：通过在时间上轮发正交波形提高脉冲重复频率。5.根据权利要求1所述的前视声纳多普勒波束锐化方法，其特征在于：采用束宽展宽方法增大合成孔径长度，增加相干积累时间。2CN106932768A说明书1/4页前视声纳多普勒波束锐化方法技术领域[0001]本发明属于前视声纳，具体涉及一种前视声纳多普勒波束锐化方法，用于提高前视声纳分辨率，或减少接收通道数和系统复杂性。背景技术[0002]前视声纳是一种常用的图像声纳，主要用于猎雷、侧扫声纳的补盲和避碰。前视声纳具有分辨率高(方位束宽低至0.5度)，单次发射脉冲即可得到测绘场景图像的优点。但也存在接收通道数多(国际上先进的前视声纳有200个通道左右)；设备复杂、成本高的缺点。发明内容[0003]本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提出一种前视声纳多普勒波束锐化方法，该方法能够在不增加通道数前提下，提高前视声纳方位分辨率的技术；或者在给定分辨率前提下，减少接收阵元和接收通道个数。[0004]实现本发明目的采用的技术方案是一种前视声纳多普勒波束锐化方法，该方法利用同一波束内不同方位目标多普勒频率的差异分辨目标。[0005]在上述前视声纳多普勒波束锐化方法中，采用波束方位点目标回波频率置零技术。[0006]在上述前视声纳多普勒波束锐化方法中，通过减小相干时间减小多普勒带宽，防止出现多普勒带宽超过脉冲重复频率。[0007]在上述前视声纳多普勒波束锐化方法中，通过在时间上轮发正交波形提高脉冲重复频率。[0008]在上述前视声纳多普勒波束锐化方法中，采用束宽展宽方法增大合成孔径长度，增加相干积累时间。[0009]本发明的价值在于采用四种技术解决前视声纳DBS使用中的三大问题，使得DBS技术在声纳中得以实现。其技术优势是在前视声纳硬件不做改动或改动很小(正交波形轮发)的前提下，提高前视声纳的分辨率，尤其是边缘波束的分辨率。附图说明[0010]图1为前视声纳工作几何；[0011]图2为同一个波束内的距离相同、方位不同三个点目标脉冲压缩后信号图；[0012]图3徙动校正后的信号；[0013]图4两正交信号轮流发射；[0014]图5前视声纳信号处理流程图。具体实施方式[0015]本发明的工作原理是：利用同一波束内不同方位目标多普勒频率的差异分辨目3CN106932768A说明书2/4页标，这一技术称为多普勒波束锐化(DBS)。[0016]但前视声纳DBS远比雷达DBS实现难度大：前视声纳脉冲重复频率低，存在多普勒中心频率模糊和多普勒带宽模糊。要实现声纳的DBS必须解决这两个难点。本方法发明首先解决这种这两个难点，使得DBS在声纳中可以应用。[0017]对于前视声纳DBS来说，多普勒中心模糊不可避免，只能通过信号处理予以消除，这一技术称为波束中心方位点目标回波频率置零(简称中心频率置零)技术。具体的技术方案是：在进行距离徙动校正时，进行相位补偿，其效果是将波束中心方位点目标回波中心频率搬移到零。[0018]对于多普勒带宽