全球旧事资料 分类
同,可以分为窄带波束形成器和宽带波束形成器两大类。主动信号探测一般采用窄带信号(如矩形单频脉冲信号、线性调频信号、双曲线调频信号等),所以一般采用窄带波束形成技术。而被动信号探测需采用宽带波束形成技术,也可以将宽带信号分解成一系列的窄带信号去采用窄带波束形成技术。对于多波束系统,现在主要采用数字波束形成的方法实现,并可归纳为时域波束形成方法和频域波束形成方法。
5121时域多波束形成器为了对波束形成器的工作原理做一简单介绍,仍以均匀线列阵为例,
f它的极大值方向是在基阵的法线方向上。为了让极大值偏移法线方向一个角度0,就必须使各基元同时移动一个相位或延迟一段时间,图52给出了常规波束形成的示意图。
图52常规波束形成器因为声波与基阵法线方向有一定的夹角0,所以不同基元接收的信号存在时延。对于i号基元,相对于基元1的时延i或相移i应等于
511若各基元的输出信号为xit,i12……Nwi为不同基元输出信号的加权系数,则波束形成器的输出为
如果输入信号xit的角频率为w0,则上式可以表示为
512
513用式512形成波束是一种时间延迟的波束形成技术,用式513形成波束是一种移相的波束形成技术,它们都是在时域内形成波束。
如果波束形成器的延时按0设计,且声波的入射角为,则均匀线
f列阵的方向性系数可以表示为或表示为
514
515
其中可见,当00时,D1这说明当声程差引起的相位差或时
间差等于波束形成器在0方向上人为移动的相位差或时间差时,各基元的输出信号便能达到同相迭加,也就可以在0方向上形成波束的极大值。所以,人为改变0或0,就可以达到改变波束方向的目的。
一组延迟电路对应一个波束,为了在空间预形成多个波束,必须设置多组延迟电路形成空间波束。数字波束器的结构形式如图53所示。波束形成器的输出可以表示为:
516
图53数字多波束式中i代表水听器序号;j表示延时;x
j表示经时延j以后i号基元
f的输出信号;wij表示第i号基元延迟j时的权系数。对于j号基元而言,
尽管有P个权,但只有一个权wij不为零,而其余的都为零。X
和y
代表被抽样后的序列。
在实际的工程设计中,还有一个问题必须引起注意,即当用时间延迟或相移的方法使波束的极大值偏移基r
好听全球资料 返回顶部