组合圆周阵宽带恒定束宽波束形成研究.pdf

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1、第37卷第12期2015年12月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37，No．12Dec．，2015组合圆周阵宽带恒定束宽波束形成研究宋媚婷，侯朋，夏春艳(大连测控技术研究所，辽宁大连116013)摘要：为解决组合圆周阵恒定束宽波束形成问题，本文建立组合圆周阵接收信号模型，将阵列响应向量表示为贝塞尔函数的级数之和，截断高阶项，利用将各频率点上的波束图与参考波束图一致的思想，得到恒定束宽波束图，并讨论改变阵列参数对波束图的影响。计算机仿真实例表明该方法可有效运用到组合圆周阵恒定束宽波束形成问题中。本文研究具有实际应用价值。关键词：组合圆周阵；

2、宽带波束形成；恒定束宽中图分类号：TN914．3文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)12—0114—03doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．12．023BroadbandconstantbeamwidthbeamformingofcombinatorialcircumferentialarraySONGMei—ting，HOUPeng，XIAChun—yan(DalianScientificTestandControlTechnologyInstitute，Dalian16013，China)Abstract：Tofigur

3、eoutthebroadbandconstantbeamwidthbeamformingofcombinatorialcircumferentialarray，thispaperestablishesthesignalreceivingmodalofthecombinatorialcircumferentialarray，theresponsevectorisexpandedintheformofsumofaninfiniteseriesthatthecorefunctionisthefirstkindBesselfunction，thehightermsaretrunca

4、ted，besides，usingtheideaofmakingthebeamatdifferentfrequeneycomponentsthesameasthereferencebeam，thus，aconstantbeamwidthbeamisobtained，andtheinfluenceOffthebeampatternwhilechangingthearrayparameterisdiscussed．Computersimulationindicatesthatthismethodcanbeeffectivelyusedtosolvethebroadbandcon

5、stantbeamwidthbeamformingofcombinatorialcircumferentialarrayproblem．Thestudyinthispaperhaspracticalvalue．Keywords：combinatorialcircumferentialarray；broadbandbeamforming；constantbeamwidth0引言舰船辐射噪声是评价舰船隐身性的重要指标之一。随着减振降噪技术的发展，舰船辐射噪声越来越低，传统的单点水听器测量已经无法达到测量增益要求，虽然垂直阵能提高接收信号信噪比，获得空间增益，但在浅海条件下，需要

6、非常大的基阵尺寸，这将对低高频增益测量产生影响。虽然矢量水听器能以较小的尺寸达到较高的测量增益，但其获取增益能力受海洋环境影响大，矢量信息处理复杂，高频测试能力受制造能力的限制而变得有限。组合圆周阵因其高增益、宽频带和阵元数量多的特点受到关注。阵列宽带恒定束宽波束形成是舰船辐射噪声测量领域的基础和关键。现有的恒定束宽波束形成器的设计方法都针对线阵。本文利用将阵列响应向量表示为贝塞尔函数的级数之和的方法，得到组合圆周阵宽带恒定束宽波束图。为实际测量工作提供了坚实的基础。1组合圆周阵接收信号模型1．1组合圆周阵阵列模型图l为阵元坐标图。阵元位置向量可表示为r=(rx。，rym，

7、rrm)=(rmsimp。cosO。，rmsimp。sinOm，rmcos妒。)o平面波从r=(sin9cos0，sin自osinO，cos妒)方向入射到基阵，则阵元m和原点之间接受到的信号时延为：收稿日期：2013—10—2t；修回日期：2015—09—06作者简介：宋媚婷(1987一)，女，助理工程师，研究方向为信号处理。第12期宋媚婷，等：组合圆周阵宽带恒定束宽波束形成研究·115·丁。=+r—rm／c[rmsimp。sin妒cos(0。一日)+rmcos9。cos妒]／c。(1)其中C为声速。图1阵元坐标图