針對水下聲吶成像算法中旁瓣電平過高的問題,提出一種基于凸優(yōu)化的3D變跡函數(shù)優(yōu)化方法,用于成像算法之前,以求在波束形成中獲得較低旁瓣電平。利用凸優(yōu)化算法高效求解滿足約束條件的陣元激勵權(quán)值,將激勵權(quán)值形成一個3D變跡函數(shù),以幅度變跡的方式作用于各陣元接收的信號,并對幅度變跡后的各陣元接收信號采用延時疊加方法波束形成并成像。以主瓣寬度和峰值旁瓣電平作為衡量波束性能的指標,將所提出方法與切比雪夫窗函數(shù)方法和未經(jīng)變跡函數(shù)方法處理進行對比,并進行成像仿真。實驗結(jié)果表明:所提出方法可以有效地抑制波束峰值旁瓣電平,提高成像對比度。 

【文章來源】：計算機仿真. 2020,37(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

均勻平面陣列模型

為了證明當回波信號來自于不同方向時,基于凸優(yōu)化的3D變跡函數(shù)都可以有效抑制波束峰值旁瓣電平,本文進行仿真,仿真平臺:MATLAB2014a,仿真參數(shù)設(shè)置:傳感器基陣采用20×20正方形均勻平面陣列,共400個傳感器陣元;X軸和Y軸向相鄰的陣元間距相等,波束方向參數(shù)取值范圍μ∈[-1,1]、v∈[-1,1],實驗中為了減小誤差,在其取值范圍內(nèi)設(shè)置更多的采樣數(shù),設(shè)為Lμ=Lv=401。以基陣中心為參考點,給出回波信號的俯仰角θ和方位角φ分別為0°,30°和60°時的3D變跡函數(shù)圖和基陣接收的回波數(shù)據(jù)經(jīng)3D變跡函數(shù)處理并波束形成后的三維波束方向圖和二維方向截面圖,實驗結(jié)果分別如圖2,圖3。圖2 3D變跡函數(shù)圖

3D變跡函數(shù)圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]幅值比約束下稀布陣的旁瓣抑制混合算法[J]. 孫潔,李海林,曹愛華,金燦,周建江.  現(xiàn)代雷達. 2018(07)
[2]基于變跡濾波的SAR圖像旁瓣抑制技術(shù)[J]. 徐光耀,樊霞良.  指揮控制與仿真. 2018(02)
[3]基于改進風(fēng)驅(qū)動優(yōu)化算法的稀疏陣列旁瓣抑制方法[J]. 金雪,夏偉杰,潘彥均,周建江.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2017(06)
[4]一種基于稀疏干擾協(xié)方差矩陣重構(gòu)的穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成算法[J]. 鹿玉澤,王玉璽,鄭家毅,李偉.  電子設(shè)計工程. 2017(16)
[5]基于虛擬陣元設(shè)計的稀疏基陣的水下正視聲學(xué)成像[J]. 李鵬,黃兆宇,徐麗華,鄭太成,陳金立.  安徽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(06)
[6]我國海洋水下觀測網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略思考[J]. 羅續(xù)業(yè),李彥.  海洋學(xué)研究. 2016(03)
[7]基于十字型陣列的多頻發(fā)射波束形成算法[J]. 劉雪松,周凡,周泓,田翔,蔣榮欣,陳耀武.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)

博士論文
[1]陣列方向圖綜合與自適應(yīng)波束形成技術(shù)研究[D]. 陽凱.電子科技大學(xué) 2013
[2]成像聲納波束形成新技術(shù)研究[D]. 王曉峰.哈爾濱工程大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于自適應(yīng)波束形成的合成孔徑超聲成像算法[D]. 季曉星.南京信息工程大學(xué) 2018
[2]壓縮感知水下成像算法研究與系統(tǒng)設(shè)計[D]. 鄭太成.南京信息工程大學(xué) 2017



本文編號：3611085