針對平面陣,研究并探討了一種近場聚焦波束形成中時延參數(shù)的優(yōu)化方法,以擴(kuò)大三維成像聲吶的有效視野范圍。該方法是在方位角和俯仰角重新定義時,將精確的近場時延表達(dá)式按泰勒公式展開,取前三項,并對每一項進(jìn)行加權(quán)。然后,通過求三個加權(quán)系數(shù)的偏導(dǎo),再令其等于0,得出最優(yōu)加權(quán)系數(shù),此時優(yōu)化的時延表達(dá)式與精確的近場時延表達(dá)式的誤差最小,即優(yōu)化的時延表達(dá)式更接近于精確的時延表達(dá)式,能夠有效地用于擴(kuò)大成像聲吶的有效視野。最后,通過計算機(jī)仿真驗證了該方法的有效性。

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【部分圖文】：

平面陣的布放結(jié)構(gòu)如圖1所示。假設(shè)有M×N個陣元組成的平面陣放置于z=0的平面，第(m,n)號陣元的坐標(biāo)可以表示成v=(xm,yn,0)，其中俯仰角θe與方位角θa的定義如圖1所示，波束

取初始K值K0=[1-0.50.5]，通過求解式(3)、(8)、(10)獲得TF近似下的時延均方差。圖3為TF近似均方差隨方位角和俯仰角的變化情況。圖3TF近似的均方差

圖2菲涅耳近似的均方差對比圖3(b)與圖2(b)可知，當(dāng)均方差

通過Matlab計算式(13)、(15)、(16)可獲得最優(yōu)加權(quán)系數(shù)Kbest=[0.9942-0.49800.4889]，從圖4最優(yōu)化后的均方差結(jié)果可以看出，均方差為6.8×10-14s2時，成像聲吶有效視野范圍擴(kuò)大到約±24°。相對于文獻(xiàn)[7]提出的時延參數(shù)近似表....

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