频域宽带下视多波束三维声成像算法

• 作者: 刘纪元 张鹏飞 王朋 秦留洋 黄海宁
• 来源期刊: 声学学报
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 庆祝李启虎先生80华诞
• 页码范围: 604-612
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

为解决下视多波束三维成像声呐跨航向分辨率差、旁瓣级高的问题,提出一种频域宽带下视多波束三维声成像算法.该算法将阵元域回波信号通过二维傅里叶变换直接变换到波数-频率域,之后进行深度向匹配滤波,同时选取带宽内的频点进行频域宽带信号的相位补偿,再进行二维逆傅里叶变换回阵元域,实现跨航向-深度向成像处理.沿航向采用时域合成孔径方法,得到三维图像结果.计算机仿真和海上实验结果表明,相比于常规的下视多波束三维成像声呐处理算法,改进的方法跨航向主瓣变窄,角分辨率明显提高,旁瓣降低10,,～30 dB.相比于传统基于分块DFT的频域宽带波束形成,改进的频域宽带方法避免了跨航向处理中的时域分块插值和多次变换域,复数加法和乘法次数显著降低.改进的频域宽带下视多波束三维声成像算法可以有效地获取水下三维高分辨图像,抑制虚影,明显改善成像质量.同时,计算效率高,更适合于实时成像系统实现.