一种弧阵指向性改善方法与流程

本发明涉及声呐
技术领域：
，特别涉及一种弧阵指向性改善方法。
背景技术：
：高频图像声纳的发射阵普遍采用弧阵，和线阵不同，弧阵的特点是尺寸不受开角的限制。对于较大的弧阵，如图1，必须使用长方体压电陶瓷颗粒1拼接成需要的弧形，压电陶瓷颗粒1也被称为基元1，基元1的尺寸尽量小。事实上，这种弧阵是多边形阵，但是在理论上，当基元1的尺寸小到一定程度，这种多边形阵的指向性图已经和弧阵的指向性图无异如图2所示，所以仍把这种多边形阵称为弧阵。弧阵的优点是尺寸不受开角限制、声源级高，但其缺点是指向性起伏较大，理论值接近3db。在工程上由于边界条件、基元1的一致性、以及尺寸公差等的影响，指向性起伏一般接近5db，这种较大的指向性起伏会造成声纳图像产生条纹，严重时会漏掉目标。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种弧阵指向性改善方法，以解决现有的弧阵由于较大的指向性起伏造成声纳图像产生条纹，导致漏掉目标的问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种弧阵指向性改善方法，包括：弧阵越向两侧，设定所述弧阵中基元的权系数越小。可选的，所述弧阵中基元的权系数设为0.33，0.33，0.33，0.5，0.5，0.66，0.66，0.66。可选的，所述弧阵中基元的权系数设为0.13，0.13，0.26，0.26，0.39，0.39，0.52，0.52，0.65，0.65，0.77，0.77，0.9，0.9，0.9，0.9，0.9。在本发明中提供了一种弧阵指向性改善方法，包括弧阵越向两侧，设定所述弧阵中基元的权系数越小。加权后指向性起伏可控，用于改善高频图像声纳的发射阵指向性，提高声纳成像质量以及探测能力。附图说明图1是现有弧阵的结构示意图；图2是多边形阵和弧阵的指向性图；图3是每个角度上的基元在0°方向的声压值示意图；图4是每个角度上的基元在30°方向的声压值示意图；图5是按照表1的系数加权后的指向性示意图；图6是按照表2的系数加权后的指向性示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种弧阵指向性改善方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。实施例一本发明提供了一种弧阵指向性改善方法，弧阵越向两侧，设定所述弧阵中基元的权系数越小。其原理如下：若用n个基元排列成半径为r，张角为α的弧阵，第n个基元的声程为：ε(θ,n)＝r·(sin(θ)·sin(β(n))+cos(θ)·cos(β(n)))(1)其中，式(2)为第n个基元在弧上的角度。弧阵指向性为其中为第n号基元的指向性，k为波数。由式(2)可见，在θ方向上，其声压是组成弧阵的所有基元辐射的声波共同作用的结果，分析θ方向上每个基元所形成的声压，每个基元的辐射声为取其实部或虚部，代入数据，利用excel软件计算出每个基元所形成的声压，在直角坐标中绘制基元位置和声压的关系图，在0°方向上(即θ＝0)，如图3，由图3可见，在0°方位上的声压是弧阵上0°附近的基元所形成，而其他基元的声压基本互相抵消；在30°方向上(即θ＝30)如图4，有大致相同的规律。改变方位角θ，仍有同样的规律，于是可以得出结论：每个方位的声压是仅仅是圆弧上该方位的一段圆弧基元形成的，而圆弧上其他基元的声压互相抵消。进一步观察图3和图4，在不同的方位，圆弧上其他基元的抵消程度不同，越偏离0°，抵消越不充分，而起伏正是由于抵消不充分造成的。所以，若能降低抵消不充分的基元的权系数，必能降低指向性起伏，而且权系数的规律是越向两侧，权系数越小，权系数越密，指向性越平滑。当按照表1的权系数加权时指向性图如图5(起伏0.9db)，当权系数更加密集如表2时，指向性图如图6(起伏0.4db)。表1权系数和基元对应关系基元编号12345678权系数0.330.330.330.50.50.660.660.66表2权系数和基元对应关系基元编号123456789权系数0.130.130.260.260.390.390.520.520.6510111213141516170.650.770.770.90.90.90.90.9上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。当前第1页12