一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法及系統(tǒng)。具體包括以下步驟：回波聲信號(hào)經(jīng)過模擬前端預(yù)處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)；正交變換得到回波信號(hào)的復(fù)數(shù)形式Vm；依據(jù)波束形成的預(yù)設(shè)角度θk、采樣點(diǎn)號(hào)n和陣元號(hào)m，按照動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法實(shí)時(shí)計(jì)算出當(dāng)前陣元的相移參數(shù)τmk；Vm旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的相移參數(shù)τmk得到V′m，并將各通道結(jié)果累加，得到θk方向的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果V(θk)；按等角或等距模式預(yù)設(shè)波束角度θk重復(fù)以上步驟，完成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成。本發(fā)明在不損失動(dòng)態(tài)聚焦波束形成精度的同時(shí)，具有快速計(jì)算能力，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，能很好解決近場效應(yīng)問題，可廣泛應(yīng)用于多波束測深聲納的淺水測深領(lǐng)域。
【專利說明】
一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于多波束測深領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠解決近場效應(yīng)、測量精度高的實(shí) 時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國擁有大面積的海域和江湖內(nèi)河，且大部分屬于淺水環(huán)境，為充分的了解水底 地形，淺水多波束測深儀發(fā)揮著不可替代的作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對(duì)獲取水底地 形的精度有著越來越高的要求，而常規(guī)多波束測深儀中為簡化計(jì)算，常采用遠(yuǎn)場近似模型， 在滿足r>>D 2/A時(shí)可以保證高精度，其中，r為目標(biāo)離陣元中心的距離，D為基陣的孔徑大 小，A為接收信號(hào)的波長，而對(duì)于不滿足該條件的近場情況，測深精度急劇下降。為了確保多 波束測深儀在整個(gè)探測范圍內(nèi)都保證測深精度，近場情況不容許忽視，特別是在淺水為主 的河道等場合，這個(gè)問題尤為突出。
[0003] 為解決近場問題，國內(nèi)外專家學(xué)者開展了許多理論研究，但多限于理論仿真或分 段聚焦處理方法。其中理論仿真僅限于測深精度分析，無法應(yīng)用在淺水多波束測深儀的快 速測量中；分段聚焦處理方法雖然可以快速實(shí)現(xiàn)但以損失測量精度為代價(jià)。諶穎等人在其 發(fā)表的文章中提出"采用分級(jí)聚焦波束形成的快速聲成像算法"（諶穎，葉青華，黃海寧，采 用分級(jí)聚焦波束形成的快速聲成像算法[J]，應(yīng)用聲學(xué)，2008,27(3) :207-210)，雖然計(jì)算速 度提高了，但是動(dòng)態(tài)波束聚焦誤差較大。因此，急需一種新的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種具有能夠解決近場效應(yīng)、測量精度高的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波 束形成方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)淺水海域下的深度測量及地形勘察。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法，包括以下幾個(gè)步驟：
[0007] 步驟一：多波束測深聲納采集回波信號(hào)，經(jīng)過模擬前端預(yù)處理和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 變?yōu)閿?shù)字信號(hào)；
[0008] 步驟二:數(shù)字信號(hào)經(jīng)正交變換得到回波信號(hào)的復(fù)數(shù)形式Vm;
[0009] 步驟三:依據(jù)波束形成的預(yù)設(shè)波束角度0k、采樣點(diǎn)號(hào)n和陣元號(hào)m，按照動(dòng)態(tài)聚焦波 束形成方法實(shí)時(shí)計(jì)算出當(dāng)前陣元的相移參數(shù)Tmk，其中
，距離項(xiàng)影響因子
，角度項(xiàng)影響因子
，c為聲速、fs為采樣率、31為圓周率、d 為陣元間距、X為波長、知為第k個(gè)波束對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波束角度；
[0010] 步驟四：Vm旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的相移參數(shù)得到V\，并將各通道結(jié)果累加，得到0k*向的實(shí) 時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果V( 0k)，其中，F(xiàn)(0A) = ；￡ ，m為陣元號(hào)、M為陣元總數(shù)； /?=0
[0011] 步驟五：按等角或等距模式預(yù)設(shè)波束角度9k重復(fù)步驟三~步驟四，直至所有預(yù)設(shè) 波束角度的動(dòng)態(tài)聚焦波束形成計(jì)算完成。
[0012] -種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)，包括以下結(jié)構(gòu)：
[0013] 上位機(jī)軟件（101)，用于控制信號(hào)處理單元（102)開始測量；
[0014]發(fā)射換能器基陣（103)，用于進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并發(fā)射聲波信號(hào)；
[0015] 接收換能器基陣（104)，用于接收回波聲信號(hào)，并將回波聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
[0016] 模擬前端電路（105)，用于對(duì)接收換能器基陣（104)采集的回波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理； [0017]模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（106)，用于完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換并將數(shù)字信號(hào) 發(fā)送至信號(hào)處理單元(102);
[0018] 信號(hào)處理單元（102)，包括相移參數(shù)計(jì)算模塊(201)和相移累加求和模塊(202)，用 于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成，并將處理結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)軟件（1 〇 1)顯示。
[0019] 相移參數(shù)計(jì)算模塊(201)，包括陣元號(hào)m計(jì)數(shù)器(301)、陣元號(hào)m平方器(302)、參數(shù) 朽存儲(chǔ)器(303)、乘法器(304)、采樣點(diǎn)號(hào)n計(jì)數(shù)器(305)、除法器(306)、乘法器(307)、移位器 (308)、參數(shù)y k存儲(chǔ)器(309)、乘法器(310)和加法器(311)，根據(jù)采樣點(diǎn)號(hào)n和陣元號(hào)m的變 化計(jì)算出對(duì)應(yīng)的相移參數(shù)Tmk。
[0020] 相移累加求和模塊（202)，包括原始數(shù)據(jù)Vm存儲(chǔ)器（312)、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器 (313)、累加器(314)和動(dòng)態(tài)聚焦結(jié)果存儲(chǔ)器(315)，根據(jù)輸入的原始數(shù)據(jù)V m和相移參數(shù)Tmk輸 出動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果。
[0021 ]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0022] 引入面積與速度互換原則，解決了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦的快速計(jì)算問題。不損失多波束 測深聲納動(dòng)態(tài)聚焦精度的同時(shí)，能快速計(jì)算，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，很好地解決了近場效應(yīng) 問題?？蓮V泛應(yīng)用于多波束測深聲納的淺水測深領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法的工作流程圖。
[0024] 圖2為本發(fā)明所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0025] 圖3為本發(fā)明所述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)信號(hào)處理單元模塊的結(jié)構(gòu)框圖。 具體實(shí)施方案
[0026] 下面結(jié)合附圖和本發(fā)明一種較佳的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0027] 1.本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法，如圖1所示，包括以下步驟： [0028]步驟一：多波束測深聲納采集回波信號(hào)，經(jīng)過模擬前端預(yù)處理和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 變?yōu)閿?shù)字信號(hào)；
[0029]步驟二:數(shù)字信號(hào)經(jīng)正交變換得到回波信號(hào)的復(fù)數(shù)形式Vm;
[0030]步驟三:依據(jù)波束形成的預(yù)設(shè)波束角度0k、采樣點(diǎn)號(hào)n和陣元號(hào)m，按照動(dòng)態(tài)聚焦波 束形成方法實(shí)時(shí)計(jì)算出當(dāng)前陣元的相移參數(shù)1*;
[0031] 步驟四：Vm旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的相移參數(shù)Tmk得到V\，并將各通道結(jié)果累加，得到0k*向的實(shí) 時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果V( 0k);
[0032] 步驟五：按等角或等距模式預(yù)設(shè)波束角度0k重復(fù)步驟三~步驟四，直至所有預(yù)設(shè) 波束角度的動(dòng)態(tài)聚焦波束形成計(jì)算完成。
[0033] 2.所述的相移參數(shù)計(jì)算的具體步驟如下：
[0034]步驟一:選擇預(yù)設(shè)波束角度0k;
[0035]步驟二:在發(fā)射多波束探測信號(hào)時(shí)，陣元號(hào)m在清零并從0到M-1自循環(huán)，其中，11為 陣元個(gè)數(shù)；
[0036] 步驟三：獲取0k方向?qū)?yīng)的距離項(xiàng)影響因子
和角度項(xiàng)影響因 子
，其中，c為聲速、fs為采樣率、JT為圓周率、d為陣元間距、A為波長、0 k為第k 個(gè)波束對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波束角度；
[0037] 步驟四：根據(jù)公式
，實(shí)時(shí)計(jì)算陣元m處的相移參數(shù)imk;
[0038] 3.所述的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成的具體步驟如下：
[0039] 步驟一:將相移參數(shù)Tmk用一組預(yù)設(shè)列向量A線性表示，其中，A= a 2、a3…an為預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)角度；
[0040] 步驟二:將照坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算（C0RDIC)算法旋轉(zhuǎn)Tmk后得到V'm;其中，坐標(biāo) 旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算(C0RDIC)算法具體計(jì)算公式為： xi = cosQ(x〇-yotan9) yi = cosQ(yo+xotan9) 其中，xi、yi為xo、yo旋轉(zhuǎn)0角度后的結(jié)果；
[0041] 步驟三:按公式F(民）= ；￡〈進(jìn)行累加，得到預(yù)設(shè)波束角0kT的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束 m=0 形成結(jié)果V(0k)，其中，M為陣元總數(shù)。
[0042] 4.本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)，如圖2所示，包括以下結(jié)構(gòu)： [0043]包括上位機(jī)軟件（101)、信號(hào)處理單元（102)、發(fā)射換能器基陣（103)、接收換能器 基陣（104)、模擬前端電路（105)和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（106)。上位機(jī)軟件（101)控制信號(hào)處理 單元（102)開始測量;發(fā)射換能器基陣（103)發(fā)射聲波信號(hào)；多陣元回波信號(hào)通過接收換能 器基陣（104)轉(zhuǎn)換為電信號(hào);經(jīng)過模擬前端電路（105)預(yù)處理并通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（106) 生成數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理單元（102)進(jìn)行動(dòng)態(tài)聚焦波束形成，并將結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)軟件 (101)顯示。
[0044] 5.其中，信號(hào)處理單元（102)采用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)所述功能，如圖3所示，所述信號(hào)處 理單元（102)包括相移參數(shù)計(jì)算模塊(201)和相移累加求和模塊(202)，其中，相移參數(shù)計(jì)算 模塊（201)包括陣元號(hào)m計(jì)數(shù)器（301)、陣元號(hào)m平方器（302)、參數(shù)灼存儲(chǔ)器(303)、乘法器 (304)、采樣點(diǎn)號(hào)n計(jì)數(shù)器(305)、除法器(306)、乘法器(307)、移位器(308)、參數(shù)y k存儲(chǔ)器 (309)、乘法器(310)和加法器(311)，根據(jù)采樣點(diǎn)號(hào)n和陣元號(hào)m的變化計(jì)算出對(duì)應(yīng)的相移參 數(shù)T mk;相移累加求和模塊(202)包括原始數(shù)據(jù)Vm存儲(chǔ)器(312)、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器(313)、 累加器(314)和動(dòng)態(tài)聚焦結(jié)果存儲(chǔ)器(315)，根據(jù)輸入的原始數(shù)據(jù)V m和相移參數(shù)Tmk計(jì)算并輸 出實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果V( 0k)。
[0045] 6.所述的相移參數(shù)計(jì)算模塊(201)具體連接及模塊功能為：
[0046] 陣元號(hào)m計(jì)數(shù)器(301)產(chǎn)生陣元號(hào)m，其中，每次計(jì)數(shù)m值自增1，m值從0到M-1循環(huán)，M 為陣元個(gè)數(shù)，在發(fā)射多波束探測信號(hào)或采樣結(jié)束時(shí)該計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)同時(shí)m值清零；
[0047] 陣元號(hào)m平方器（302)，與陣元號(hào)m計(jì)數(shù)器（301)相連，用于對(duì)陣元號(hào)m進(jìn)行平方計(jì) 算，輸出m2;
[0048] 參數(shù)灼存儲(chǔ)器(303)，用于保存距離項(xiàng)影響因子％;
[0049] 乘法器(304)，與陣元號(hào)m平方器(302)及參數(shù)朽存儲(chǔ)器(303)相連，用于計(jì)算陣元 號(hào)m平方器(302)與參數(shù)叭存儲(chǔ)器(303)的乘積，輸出乘法結(jié)果W 2%;
[0050] 采樣點(diǎn)號(hào)n計(jì)數(shù)器(305)，用于產(chǎn)生采樣點(diǎn)號(hào)n，其中，每接收到一組多通道原始數(shù) 據(jù)n值自增l，n值從0計(jì)數(shù)到N-1，N為采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，在發(fā)射多波束探測信號(hào)或采樣結(jié)束時(shí)該計(jì) 數(shù)器停止計(jì)數(shù)同時(shí)n值清零；
[0051]除法器(306)，與采樣點(diǎn)號(hào)n計(jì)數(shù)器(305)相連，用于對(duì)預(yù)設(shè)值2P與采樣點(diǎn)號(hào)n進(jìn)行 除法計(jì)算，輸出2p/n，其中，p為預(yù)設(shè)整數(shù)且16<p<64;
[0052] 乘法器(307)，與乘法器(304)及除法器(306)相連，用于計(jì)算乘法器(304)與除法 器(306)的乘積，得到乘法結(jié)果2〇/? ;
[0053] 移位器(308)，與乘法器(307)相連，用于將乘法器(307)的乘法結(jié)果右移p位，輸出 (m2<pk)/n ；
[OO54]參數(shù)yk存儲(chǔ)器(309)，用于保存角度項(xiàng)影響因子yk;
[0055] 乘法器(310)，與陣元號(hào)m計(jì)數(shù)器(301)及參數(shù)yk存儲(chǔ)器(309)相連，用于計(jì)算陣元 號(hào)m與角度項(xiàng)影響因子y k的乘積，輸出乘法結(jié)果m y k;
[0056] 加法器(311)，與移位器(308)及乘法器(310)相連，用于計(jì)算乘法器(310)與移位 器(308)的和，輸出相移參數(shù)
[0057] 7.所述的相移累加求和模塊(202)的具體連接及模塊功能為：
[0058]原始數(shù)據(jù)1存儲(chǔ)器(312)保存回波信號(hào)Vm;
[0059] 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器(313)，與加法器(311)及原始數(shù)據(jù)Vm存儲(chǔ)器(312)相連，用于 將I按照坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算(CORDIC)算法旋轉(zhuǎn)￥，輸出疒 m;
[0060] 累加器(314)，與坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器(313)相連，用于對(duì)乂^進(jìn)行累加，得到預(yù)設(shè) 波束角9k下的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果，其中，M為陣元數(shù)； m?0
[0061] 動(dòng)態(tài)聚焦結(jié)果存儲(chǔ)器(315)，用于保存累加器(314)輸出的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成 結(jié)果V( 9k)。
[0062] 以上所述僅為本發(fā)明的一種較佳可行實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的 專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所做的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟： 步驟一：多波束測深聲納采集回波信號(hào)，經(jīng)過模擬前端預(yù)處理和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器變?yōu)?數(shù)字信號(hào)； 步驟二:數(shù)字信號(hào)經(jīng)正交變換得到回波信號(hào)的復(fù)數(shù)形式Vm; 步驟三:依據(jù)波束形成的預(yù)設(shè)波束角度01{、采樣點(diǎn)號(hào)η和陣元號(hào)m，按照實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波 束形成方法實(shí)時(shí)計(jì)算出當(dāng)前陣元的相移參數(shù)1*; 步驟四：Vm旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的相移參數(shù)Tmk得到V\，并將各通道結(jié)果累加，得到0k方向的實(shí)時(shí)動(dòng) 態(tài)聚焦波束形成結(jié)果V(0k); 步驟五:按等角或等距模式預(yù)設(shè)波束角度9k重復(fù)步驟三~步驟四，直至所有預(yù)設(shè)波束角 度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成計(jì)算完成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法，其特征在于，所述的相移參 數(shù)Tmk計(jì)算的具體步驟如下： 步驟一:選擇預(yù)設(shè)波束角度9k; 步驟二:在發(fā)射多波束探測信號(hào)時(shí)，陣元號(hào)m在清零并從O到M-I自循環(huán)，其中，M為陣元 個(gè)數(shù)； 步驟三:獲取9k方向?qū)?yīng)的距離項(xiàng)影響因子％和角度項(xiàng)影響因子γ k; 步驟四：根據(jù)公￥實(shí)時(shí)計(jì)算陣元m處的相移參數(shù)imk。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法，其特征在于，所述的實(shí)時(shí)動(dòng) 態(tài)聚焦波束形成的具體步驟如下： 步驟一：將相移參數(shù)Tmk用一組預(yù)設(shè)列向量A線性表示，其中，A= [aiC^arHanllLahC^、 a3…an為預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)角度； 步驟二:將Vm按照坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算(CORDIC)算法旋轉(zhuǎn)Tmk后得到V7m; 步驟三:按公另往行累加，得到預(yù)設(shè)波束角Sk下的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成 結(jié)果V(0k)，其中，M為陣?？倲?shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法，其特征在于，所述的距離項(xiàng)影響因弓 自度項(xiàng)影響因子其中，c為聲速、fs為采樣 率、π為圓周竿、d73|坪兀丨日」?ΕΕ、Λ73波長、0k為第k個(gè)波束對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波束角度。5. -種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)，其特征在于，包括以下結(jié)構(gòu)： 上位機(jī)軟件（101)，用于控制信號(hào)處理單元（102)開始測量； 發(fā)射換能器基陣（103)，用于進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并發(fā)射聲波信號(hào)； 接收換能器基陣（104)，用于接收回波聲信號(hào)，并將回波聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 模擬前端電路（105)，用于對(duì)接收換能器基陣（104)采集的回波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理； 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（106)，用于完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換并將數(shù)字信號(hào)發(fā)送 至信號(hào)處理單元（102); 信號(hào)處理單元（102)，用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成，并將處理結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)軟 件（101)顯示。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)處 理單元（102)包括： 相移參數(shù)計(jì)算模塊(201 )，用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算相移參數(shù) 相移累加求和模塊(202)，用于將原始數(shù)據(jù)￥"旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的相移參數(shù)Tmk得到V、，并將各通 道結(jié)果累加，得到0k方向的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果V(0k)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)，其特征在于，所述的相移參 數(shù)計(jì)算模塊(201)包括： 陣元號(hào)m計(jì)數(shù)器(301 )，用于產(chǎn)生陣元號(hào)m; 陣元號(hào)m平方器(302)，用于對(duì)陣元號(hào)m進(jìn)行平方計(jì)算，輸出m2; 參數(shù)灼存儲(chǔ)器(303)，用于保存距離項(xiàng)影響因子％ ; 乘法器(304)，用于計(jì)算陣元號(hào)m平方器(302)與參數(shù)％存儲(chǔ)器(303)的乘積，輸出乘法結(jié)米杵點(diǎn)號(hào)η計(jì)數(shù)器(305 )，用于產(chǎn)生采樣點(diǎn)號(hào)η; 除法器(306)，用于對(duì)預(yù)設(shè)值2Ρ與采樣點(diǎn)號(hào)η進(jìn)行除法計(jì)算，輸出2ρ/η，其中，ρ為預(yù)設(shè)整 數(shù)且16彡ρ彡64;乘法器(307)，用于計(jì)算乘法器(304)與除法器(306)的乘積，得到乘法結(jié)身移位器(308)，用于將乘法器(307)的乘法結(jié)果右移ρ位，輸ti ' ; 參數(shù)γ k存儲(chǔ)器(309)，用于保存角度項(xiàng)影響因子γ k; 乘法器(310)，用于計(jì)算陣元號(hào)m與角度項(xiàng)影響因子γ k的乘積，輸出乘法結(jié)果m γ k; 加法器（311)，用于計(jì)算乘法器（310)與移位器（ 308 )的和，輸出相移參數(shù)8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成系統(tǒng)，其特征在于，所述的相移累 加求和模塊(202)包括： 原始數(shù)據(jù)乂"存儲(chǔ)器(312)，用于保存回波信號(hào)Vm; 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器(313 )，用于將Vm按照坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算(CORDIC)算法旋轉(zhuǎn)hk，輸 出ν\; 累加器(314)，用于對(duì)￥\進(jìn)行累加，得到預(yù)設(shè)波束角0k下的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果 V(9k)； 動(dòng)態(tài)聚焦結(jié)果存儲(chǔ)器(315)，用于保存累加器(314)輸出的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦波束形成結(jié)果 V(0k)o
【文檔編號(hào)】G01C13/00GK105891835SQ201610421573
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】魯東, 湯云龍, 吳霖真, 王爾迅, 金旗林
【申請(qǐng)人】北京海卓同創(chuàng)科技有限公司