[发明专利]一种新的多子阵合成孔径声纳快速成像算法

摘要

本发明提供了一种新的多子阵合成孔径声纳快速成像算法，针对单个接收阵元和发射阵元所组成的子系统计算二维频域系统函数；基于方位向聚焦与距离向处理相对独立的特点，计算方位向脉冲压缩相位调制函数；基于二维频域系统函数和方位向脉冲压缩调制函数的相位，计算距离‑方位耦合相位项；对子系统回波数据进行耦合相位一致校正处理；距离向数据分块；利用耦合相位差分校正实现子系统信号的参与距离徙动校正；对子系统信号进行方位向脉冲压缩；对每个接收阵元和发射阵元所组成子系统的回波数据进行成像处理后，将所有粗分辨图像进行相干叠加便得到最终的合成孔径声纳高分辨图像，克服传统成像算法复杂的设计过程和提高成像算法在整个测绘带内的成像性能。

主权项

1.一种新的多子阵合成孔径声纳快速成像算法，其特征在于，包括以下步骤：S1、针对单个接收阵元和发射阵元所组成的子系统计算二维频域系统函数；S2、基于方位向聚焦与距离向处理相对独立的特点，计算方位向脉冲压缩的相位调制函数，其相位计算公式如下：其中i表示第i个接收阵元和发射阵元所组成的第i个子系统；r表示目标斜距；f_c表示宽频带信号的中心频率；f_τ和f_t分别表示对应于距离维快时间τ与方位维慢时间t的瞬时频率；表示信号历经的双程斜距历程；d_i表示第i个子系统的收、发阵元间距；v和c分别表示声纳载体速度和声音在水中的传播速度；τ^*表示信号的精确传播时间；表示相位驻留点在f_τ＝0时的值，即S3、基于二维频域系统函数和方位向脉冲压缩调制函数的相位，计算距离‑方位耦合相位项，距离‑方位耦合相位项的计算公式如下：其中表示二维频域系统函数的相位，P(f_τ)表示发射信号频谱的相位；S4、对子系统回波数据进行耦合相位一致校正处理，其补偿函数的计算公式如下：其中r_ref表示以整个测绘带中心目标距离为参考的参考距离，表示距离徙动函数在二维频域内的相位表达式；S5、距离向数据分块，其数据块的长度通过下式计算：其中表示以第n个数据块的中心目标距离为参考的参考距离；S6、利用耦合相位差分校正实现子系统信号的残余距离徙动校正，残余耦合相位补偿，其补偿函数的计算公式如下：S7、对子系统信号进行方位向脉冲压缩；S8、对所有子图像进行相干叠加。