声纳技术-声纳的波束形成技术

一、声纳波束形成的一般原理

目的:使多阵元构成的基阵经适当处理得到在预定方向的指向性。

对于发射系统,具有指向性可用较小发射功率探测更远距离的目标。接收系统具有指向性,可使系统定向接收,抑制其他方向的信号和干扰。利用接收系统指向性可准确测定目标方位。接收系统形成多个波束,可以分辨多个目标

波束形成:将一定几何形状排列的多元基阵各阵元输出经过处理(加权、延时、求和等)形成空间指向性的方法。一个波束形成器可以看作一个空间滤波器。

二、直线多波束阵的有关问题

单波束声纳:一般只采用阵的极大值方向或补偿到某一方向上实现对目标的定向。在一次收发过程中只能观察一个波束所覆盖的波束空间

多波束声纳:利用预先形成的多个波束,使多个波束输出具有各自独立的信号处理通道,可保证时间处理增益不受损失

在窄带(一般主动声纳),常用相移波束形成。在宽带(被动声纳),一般用时延波束形成。相移是频率的函数,时延与频率无关。

N个阵元只有N个独立波束

波束扫描技术:采用电子技术使一个波束在预定扇面内快速扫描,本质上是单波束声纳

圆阵波束形成:圆阵是几何上关于原点对称的,没有方向性,无自然指向性。

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