1.一种宽带反卷积二维高分辨声呐成像方法,包括:步骤1:将接收到的阵列信号由实信号转变为解析信号,根据发射信号参数对接收信号进行带通滤波;步骤2:对各阵元接收信号进行频域波束形成,得到初步的方位信息;步骤3:利用发射的参考信号对频域波束形成的输出进行匹配滤波操作,完成线性调频信号的脉冲压缩,得到初步成像结果;步骤4:计算初步成像结果对应的距离-角度二维点扩散函数;步骤5:应用二维R-L算法对初步成像结果和距离-角度二维点扩散函数进行反卷积运算得到最终的二维高分辨成像结果;所述步骤4包括:距离-角度二维点扩散函数 为: ;其中, 为均匀线阵各角度对应的角度; 为线性调频信号 经脉冲压缩后的离散信号; ;其中,j表示复数单位; 为中心频率; 为调制斜率; 为信号脉宽;t为连续时间; 为频域波束响应经逆傅里叶变换后的时域结果: ; ;其中, 为阵元数; 为均匀线阵的阵元间距; 为声速; 为均匀线阵各角度对应的频率; 为采样频率; 为进行离散傅里叶变换的时域采样点数, 为频域对应的点数。
2.根据权利要求1所述的宽带反卷积二维高分辨声呐成像方法,其特征在于,所述步骤1包括: 号阵元接收的解析信号为: ;其中, 为第 个采样时刻 号阵元接收的解析信号, ; 和 分别为 号阵元I和Q两个通道接收到的信号。
3.根据权利要求2所述的宽带反卷积二维高分辨声呐成像方法,其特征在于,所述步骤2包括:对各阵元接收信号进行离散傅里叶变换得到频域窄带数据 : ;其中, 为第 个目标的反射系数;对各频点对应的窄带信号进行窄带波束形成,输出结果 为: ;其中,上标H表示共轭转置; 为各阵元的接收信号,上标T表示向量转置; 表示均匀线阵各角度对应的常规波束形成加权向量: ;对 进行逆傅里叶变换得到时域结果: 。
4.根据权利要求3所述的宽带反卷积二维高分辨声呐成像方法,其特征在于,所述步骤3包括:脉冲压缩的具体操作为: ;其中, 为参考信号的翻转后取共轭, 为卷积运算符, 为对主动声呐发射的参考信号 以采样频率 进行时域采样得到离散的参考信号; 为主动声呐发射的参考信号: 。
5.一种宽带反卷积二维高分辨声呐成像系统,基于权利要求1-4任一所述方法实现,其特征在于,所述系统包括:带通滤波模块,用于将接收到的阵列信号由实信号转变为解析信号,根据发射信号参数对接收信号进行带通滤波;波束形成模块,用于对各阵元接收信号进行频域波束形成,得到初步的方位信息;脉冲压缩模块,用于利用发射的参考信号对频域波束形成的输出进行匹配滤波操作,完成线性调频信号的脉冲压缩,得到初步成像结果;计算二维点扩散函数模块,用于计算初步成像结果对应的距离-角度二维点扩散函数;和成像模块,用于应用二维R-L算法对初步成像结果和距离-角度二维点扩散函数进行反卷积运算得到最终的二维高分辨成像结果。