1.一种基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,所述方法包括:构建期望目标信号强度和波束图响应敏感度的约束,建立关于窗函数修正系数的约束优化问题,并求解得到窗函数修正系数;使用窗函数修正系数对扩展孔径声呐成像过程中波束形成加权矢量进行修正补偿处理,获得扩展孔径声纳图像;所述期望目标信号强度的约束,表达式为:其中, 表示窗函数权值修正系数,w eb 为给定旁瓣高度的切比雪夫窗函数权值;a TR (θ d )是波束指向角为θ d 的扩展孔径成像声呐导向矢量,上标H表示共轭转置;所述波束图响应敏感度的约束,表达式为:其中,ξ为设定的常数,||·||为2-范数计算符。
2.根据权利要求1所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,所述关于窗函数修正系数的约束优化问题,表达式为:其中,a TR (θ i )是波束指向角为θ i 的扩展孔径成像声呐导向矢量;Θ SL 表示第一零点以外的旁瓣区域; 是实数集。
3.根据权利要求2所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,在求解关于窗函数修正系数的二阶锥规划约束优化问题得到 的过程中,不改变关于窗函数修正系数的二阶锥规划约束优化问题的值,直到 是实数, 表示窗函数权值修正系数。
4.根据权利要求3所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,当 是实数时,关于窗函数修正系数的约束优化问题表达式转换为:
5.根据权利要求4所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,转换后的关于窗函数修正系数的约束优化问题为二阶锥规划问题,采用sedumi软件进行求解。
6.根据权利要求4所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,所述使用窗函数修正系数对扩展孔径声呐成像过程中波束形成加权矢量进行修正补偿处理,获得扩展孔径声纳成像,包括:根据角度分辨率需求,结合相位中心定理和载体平台尺寸的约束,设计扩展孔径声纳阵列,并确定扩展孔径声纳的虚拟阵列的阵元位置;通过N R 个接收阵元分别接收N R 个通道的回波信号;对接收的N R 个通道的回波信号进行窗函数加权匹配滤波处理并进行波形分离处理,得到N R M T 组回波数据,M T 为发射阵元数目;使用窗函数修正系数对波束形成加权矢量进行修正补偿处理,得到扩展成像声纳的发射-接收联合波束形成加权矢量;根据发射-接收联合波束形成加权矢量对N R M T 组回波数据进行接收预成多个波束,得到扩展孔径声纳图像。
7.根据权利要求6所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,虚拟阵列的导向矢量表示为:其中, 表示克罗内积,a T 为扩展孔径声纳的声呐发射阵列的导向矢量,a R 为接收阵列的导向矢量。
8.根据权利要求7所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,虚拟阵列的波束图表示为:其中,d T 是相邻发射阵元的间距,λ是发射信号中心频率对应的波长,d R 为相邻接收阵元的间距,变量Y p =sinθ-sinθ p ,θ p 为第p个目标的方向角。
9.根据权利要求6所述的基于系数修正的扩展孔径声纳成像方法,其特征在于,所述扩展成像声纳的发射-接收联合波束形成加权矢量W TR (θ d )的表达式为: