專利名稱：一種聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計技術(shù)。
背景技術(shù)：
聲成像是水下探測、超聲醫(yī)療檢測、無損檢測領(lǐng)域常用的技術(shù)手段。多波束聲 成像主要分為電子多波束成像和聲透鏡多波束成像兩種方式。聲透鏡成像的原理跟 光學(xué)透鏡成像的原理相同，都是通過透鏡將不同方向到來的波聚焦在透鏡焦平面上 的不同位置來成像。不過光學(xué)透鏡成像一般是利用環(huán)境光，而聲學(xué)透鏡成像必須另 外發(fā)射聲波，相當于光學(xué)透鏡成像時使用閃光燈。
用聲透鏡成像的優(yōu)點主要是電路簡單、能耗低，對于中等視角的高分辨率成像， 換能器陣的基元數(shù)可以比電子多波束成像方式減少一半以上。然而，即使這樣，因 為聲透鏡成像一般都要求有很高的角度分辨率，因此仍然需要大量的換能器基元， 比如0.3度分辨率、30度視角的二維成像需要IOO個左右基元(電子多波束實現(xiàn)0.3 度分辨率需要300個基元)，三維成像則需要10000個左右的基元。不管是電子多波 束方式還是聲透鏡方式，通常一個基元需要一個接收通道，因此高分辨率聲透鏡成 像的接收通道數(shù)仍然非常巨大。
國外在進行水下聲透鏡成像時采用過一些減少接收通道的方法，比如Edward 0. Belcher等人(見Edward 0. Belcher and Hien Q. Dinh " Limpet Mine Image Sonar", Proceedings of SPIE， Vol. 3771, Annual International Symposium on Aerosense, Orlando FL, April 1999)所采用的分時收發(fā)的通道結(jié)構(gòu)。然而，這種結(jié)構(gòu)雖然節(jié)省了接收通 道，但是因為是通過分時收發(fā)來實現(xiàn)的，也就是說，是通過降低成像速度來達到節(jié) 省收發(fā)通道數(shù)的，因而每節(jié)省1倍通道數(shù)，就要相應(yīng)的降低1倍成像速度。雖然他 們的方法在近距離時(比如10米以內(nèi))能夠滿足快速成像的要求，但是對于相對較 遠的距離，如果希望通過聲透鏡聲納反映物體的運動狀態(tài)，那么成像速度是不夠的 (比如DIDSON聲透鏡成像聲納在40米距離時成像速度大約只有2幀/秒)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聲透鏡成像聲納的收、發(fā)通道設(shè)計技術(shù)。該技術(shù)通 過采用多組正交編碼信號調(diào)制正弦波載波而產(chǎn)生的調(diào)相信號作為聲透鏡成像聲納的 發(fā)射信號，使得多路接收通道可以合并，將收發(fā)通道總數(shù)減少幾倍甚至十幾倍，但 并不降低成像速度。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，包括聲透鏡、 發(fā)射基元和接收基元，其特征在于，采用多組M序列、GOLD序列或其他正交編碼 序列調(diào)制正弦波載波產(chǎn)生的調(diào)相信號作為聲透鏡成像聲納的信號，并采用分組發(fā)射、 分組接收的方式進行傳輸，每一個所述發(fā)射基元發(fā)出的信號，經(jīng)過所述聲透鏡聚焦 后，經(jīng)過物體反射后的回波回到同樣序號的所述接收基元上。
將所述發(fā)射基元分組，其組數(shù)與所采用的正交編碼序列組數(shù)相等，同一組的各 個發(fā)射基元同時加上相同的發(fā)射信號，不同組的發(fā)射基元上所加的發(fā)射信號各不相 同，不同組發(fā)射基元上的不同發(fā)射信號由同一個發(fā)射電路分時段順序加上，或者由 多個發(fā)射電路同時分別加上。
所述接收基元與所述發(fā)射基元采用不同的方式分組，每一接收組中各個接收基 元所對應(yīng)的所述發(fā)射基元均屬于不同的發(fā)射組，每一組中各個接收基元接收到的信 號經(jīng)過同一個接收通道(包括放大、混頻、慮波)后轉(zhuǎn)入后續(xù)處理，不同組的接收 基元接收的信號經(jīng)過不同的接收通道，經(jīng)過每一路接收通道后進入DSP的信號，都 分別與發(fā)射信號中所采用的不同的正交編碼序列信號進行相關(guān)處理。
其中，所述發(fā)射基元可采用間隔分組形式編組，所述接收基元可采用順序分組 形式編組。
另外，本發(fā)明可分為基本型結(jié)構(gòu)和精簡型結(jié)構(gòu)兩種?；拘徒Y(jié)構(gòu)中，所述發(fā)射 信號采用同一頻段內(nèi)的多組不同的編碼信號，所述發(fā)射基元的組數(shù)與所述發(fā)射信號 的組數(shù)相同，同一組發(fā)射基元采用同樣的發(fā)射信號，由同一個發(fā)射電路發(fā)射，不同 組的發(fā)射基元采用不同的發(fā)射信號，由不同的發(fā)射電路發(fā)射。該情況下，所述發(fā)射 基元和所述接收基元可以是收發(fā)分置或收發(fā)合置的發(fā)射和接收換能器基陣，當為收 發(fā)合置的發(fā)射和接收換能器基陣時，在大于10米的遠距離情況下，所述發(fā)射信號采 用511位以上的正交編碼體制，在10米以內(nèi)的近距離情況下，收發(fā)信號采用分時方 式。
另外，本發(fā)明的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計的精簡型結(jié)構(gòu)中，所述發(fā)射電路數(shù)量少于所述發(fā)射信號的組數(shù)，采用多路轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，分時段連續(xù)地將多組信號分 別按序發(fā)射到各組發(fā)射基元上，每個時段的發(fā)射信號是不同的正交編碼調(diào)制的信號。 該情況下，所述發(fā)射基元和所述接收基元可以是收發(fā)分置或收發(fā)合置的發(fā)射和接收 換能器基陣，當為收發(fā)合置的發(fā)射和接收換能器基陣時，所述發(fā)射通道應(yīng)大于2。
如上所述，基本型結(jié)構(gòu)在大幅度減少接收通道時需要適當增加發(fā)射通道，但并 不增加發(fā)射總功率，因此基本沒有增加發(fā)射電路的復(fù)雜性。精簡型結(jié)構(gòu)在大幅度減 少接收通道時，不增加發(fā)射通道，但在換能器收發(fā)合置時會增加盲區(qū)；在換能器收 發(fā)分置時，需要在收發(fā)通道之間、收發(fā)基陣之間進行良好隔離，以避免盲區(qū)。
由此，本發(fā)明的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，通過采用多組正交編碼信號 調(diào)制正弦波載波而產(chǎn)生的調(diào)相信號作為聲透鏡成像聲納的發(fā)射信號，使得多路接收 通道可以合并，將收發(fā)通道總數(shù)減少幾倍甚至十幾倍，但兩種結(jié)構(gòu)都不降低成像速 度，可以實現(xiàn)相對較遠距離時的聲學(xué)攝像(40米距離時能做到18幀/秒)。


圖1是本發(fā)明的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計的發(fā)射基元與接收基元排列示 意圖。
圖2是本發(fā)明基本型結(jié)構(gòu)的發(fā)射通道示意圖。 圖3是本發(fā)明基本型結(jié)構(gòu)的接收通道示意圖。 圖4是本發(fā)明精簡型結(jié)構(gòu)的發(fā)射通道示意圖。
圖5是10個等幅度正交編碼信號同時到達時相干處理提取一組信號的信噪比仿 真結(jié)果。
圖6是3個等幅度正交編碼信號同時到達時相干處理提取一組信號的信噪比仿真 結(jié)果。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例，用二維成像的結(jié)構(gòu)來說明本發(fā)明的聲透鏡成像聲 納的收發(fā)通道設(shè)計的原理。
圖1是本發(fā)明的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計的發(fā)射基元與接收基元排列示 意圖。其中A是聲透鏡，B是發(fā)射基元組，C是接收基元組。相同序列號的發(fā)射基 元與接收基元可以是同一個壓電陶瓷片(收發(fā)合置)，也可以是不同的兩個壓電陶瓷 片(收發(fā)分置)圖2是本發(fā)明基本型結(jié)構(gòu)的發(fā)射通道示意圖，其中Ol、 02、 03、 04……98、 99、 100為發(fā)射基元，Al、 A2、 A3、 A4、 A5、 A6、 A7、 A8、 A9、 A10是第1 第10 個發(fā)射電路；Bl、 B2、 B3、 B4、 B5、 B6、 B7、 B8、 B9、 B10是第1 第10組編碼 調(diào)制信號，C是由DSP和D/A轉(zhuǎn)換器組成的信號發(fā)生器。每個發(fā)射通道實際上應(yīng)該 有10路接收信號，圖中只畫出了2路。
圖3是本發(fā)明基本型結(jié)構(gòu)的接收通道示意圖，其中Ol、 02、 03、 04……98、 99、 IOO為接收基元，其中A1、 A2……A10是指第1 第IO個接收通道。圖中省略了 接收通道2 9與相應(yīng)的接收基元間的連接。
圖4是本發(fā)明精簡型結(jié)構(gòu)發(fā)射通道示意圖，其中Al、 A2……A10分別表示"時 段1接通"……"時段10接通"，AA是多路轉(zhuǎn)換器，AAA是發(fā)射電路。B1、B2……B10 分別表示時段1、時段2……時段10發(fā)出的第1 第10組編碼調(diào)制信號，C是由 DSP和D/A轉(zhuǎn)換器組成的信號發(fā)生器。
圖5是10個等幅度正交編碼信號同時到達時，相干處理提取一組信號的信噪比 仿真結(jié)果。
圖6是3個等幅度正交編碼信號同時到達時，相干處理提取一組信號的信噪比 仿真結(jié)果。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步地描述。
一、基本型結(jié)構(gòu)
1、基陣與通道的排列連接
在基本型結(jié)構(gòu)中，發(fā)射和接收換能器基陣可以采用收發(fā)分置或收發(fā)合置的方式。 假設(shè)有IOO個發(fā)射和接收基元，其排列方式如圖1所示。
發(fā)射信號采用同一頻段內(nèi)的多組不同的編碼信號。有多少組發(fā)射信號，便將發(fā) 射基元分成多少組。同一組發(fā)射基元采用同樣的發(fā)射信號，由同一個發(fā)射電路發(fā)射。 比如，對于圖1所示的100個發(fā)射基元，假設(shè)有10組相互正交的編碼序列調(diào)制的信 號可以選擇，可以每相隔IO個基元選取一個基元組成一組，由同一個電路發(fā)射同樣 一組信號，即第l、 U、 21、 31……71、 81、 91個基元用發(fā)射電路1發(fā)射第1組 信號，第2、 12、 22、 32……72、 82、 92個基元用發(fā)射電路2發(fā)射第2組信號，以 此類推，直至第IO、 20、 30、 40……80、 90、 100個基元用發(fā)射電路10發(fā)射第10
7組信號。
經(jīng)過聲透鏡聚焦后，每一個發(fā)射基元發(fā)出的信號，經(jīng)過物體反射后的回波將回到同樣序號的接收基元上。因此，接收處理中則是按順序?qū)⒔邮栈殖?0組，以保證每一組中的接收基元接收到的是不同類型的發(fā)射信號。即第1 第10個基元為同一個接收組，它們的接收信號同時輸入到接收通道l;第11 第20個基元為同一個接收組，它們的信號同時輸入到接收通道2 ;……；第91 第100個基元為同一個接收組，它們的信號同時輸入到接收通道10。接收通道由放大、混頻、濾波電
路組成。每個接收通道的輸出信號經(jīng)過A/D采樣后進入數(shù)字信號處理機，再經(jīng)信號處理后送入顯示設(shè)備成像。
常規(guī)成像聲納的每個接收基元都需要1個接收通道，100個接收基元總共需要100路接收通道，100路A/D (并行采樣的情況下)，而經(jīng)過上述分組處理后，現(xiàn)在總共只需要10路接收通道，10路A/D，接收通道數(shù)減少了10倍，總采樣速率也降低了 10倍。雖然發(fā)射通道數(shù)從1路增加到了 10路，但是因為總的發(fā)射功率并沒有改變，實際上功耗和發(fā)射電路復(fù)雜度并未增加(相對于常規(guī)不允許分時發(fā)射的高速成像方式而言)。
也可以將發(fā)射基元與接收基元的分組方式互換(圖2和圖3所示)。實際上基元分組并無嚴格的空間排列要求，只需要滿足下述原則同一組的發(fā)射基元發(fā)射同樣的編碼序列調(diào)制的信號，同一組的接收基元接收不同的編碼序列調(diào)制的信號。從減小旁瓣干擾的角度考慮，發(fā)射間隔分組、接收順序分組為佳。
2、信號處理
發(fā)射信號采用數(shù)字調(diào)相信號，用正交編碼序列作為調(diào)制碼，載波信號為正弦信號，頻率根據(jù)成像設(shè)備使用的聲波頻率決定， 一般大于lMHz。發(fā)射信號通過DSP與D/A轉(zhuǎn)換器形成；接收信號經(jīng)過混頻以后從高頻信號轉(zhuǎn)為基帶信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后進入DSP。這些都是常規(guī)技術(shù)，不必詳細說明。
采用收發(fā)合置換能器陣進行聲成像總是有盲區(qū)的，因為必須等發(fā)射結(jié)束了才能開始接收。盲區(qū)是由發(fā)射信號長度決定的。例如對于63位編碼信號，150kHz帶寬時(因為聲透鏡成像的聲波頻率通常都高于lMHz，為了提高距離分辨率，且防止斑點噪聲，通常帶寬都在150kHz以上)，發(fā)射信號長度是t = 0.42毫秒，盲區(qū)長度為ct/2，c為水中聲速，取1500米/秒，則盲區(qū)為32厘米。這個距離實際上不到透鏡空間長度的兩倍，在水下成像應(yīng)用中可以忽略不計。若采用511位編碼時，盲區(qū)為2.52米，
8但是信號的自相關(guān)和互相關(guān)性能可以大幅度提高。因此，在遠距離情況下采用511位以上編碼的本發(fā)明體制，而在近距離(IO米以內(nèi))則可以采用Edward O. Belcher等人的分時方式，這樣便在近距離和遠距離都可以實現(xiàn)高速成像。
采用收發(fā)分置換能器陣時，如果收發(fā)通道之間、收發(fā)換能器之間相互隔離很好，則可以認為沒有盲區(qū)，在任何距離下都可以采用511位以上的正交編碼體制。否則盲區(qū)跟收發(fā)合置情況一樣。
下面說明本發(fā)明中的接收信號在DSP中的處理流程
如前所述的發(fā)射間隔分組、接收順序分組方式，第1 第10個發(fā)射基元分別通過第1~第IO路發(fā)射電路發(fā)射了 IO個相互正交的編碼序列調(diào)相信號，因此通過聲透鏡聚焦后的第1 第IO路接收基元接收到的信號也是相互正交的編碼序列調(diào)相信號，這10個信號都是輸入到接收通道1的，亦即通過接收通道1的信號是由10個相互正交的編碼序列調(diào)相信號疊加而成的信號。因此，如果采用第1路發(fā)射信號的調(diào)制編碼序列與這個疊加信號進行相關(guān)處理，就可以獲得第1個接收基元的接收信號，抑制其他基元的接收信號，送入顯示處理模塊后，便可以對第1個基元聚焦的空間方向進行聲成像。同理，分別采用第2、第3……第10路發(fā)射信號的調(diào)制編碼序列與這個疊加信號進行相關(guān)處理，送入顯示處理模塊后，便可以對第2、第3……第10個基元聚焦的空間方向進行聲成像。同理可處理第2 第IO個接收通道的信號，獲得第11 第100個接收基元的接收信號，送入顯示處理模塊后，對第11 第100個基元聚焦的方向進行聲成像。這里，雖然信號相關(guān)處理需要很大的運算量，但是現(xiàn)在的DSP技術(shù)已經(jīng)可以輕松勝任。比如，對于63位編碼信號，100kHz帶寬，采用250kHz采樣速率，在40米成像距離時， 一個通道的數(shù)據(jù)為13333點，參考數(shù)據(jù)為160點，將通道數(shù)據(jù)分為16段，則可以采用1024點FFT完成相關(guān)運算，乘法量為
(3 x 1024 /2 x log21024 + 1024) (2次FFT， 1次1024點相乘，1次逆FFT) x 16段x 100路=26M
現(xiàn)在的TI公司的64系列DSP速度已經(jīng)可以達到3200 8000MIPS 了 ，單個DSP就
很容易每秒完成20次以上的這樣的運算，而功耗只有1瓦多一點。也就是說單個DSP就可以輕松勝任每秒鐘刷新圖像20次以上的運算要求，而實際上，40米的距離聲波來回傳播每秒只有不到19次。如果采用127位碼，單次成像的乘法運算次數(shù)為31M，單個DSP也同樣可以輕松勝任每秒20次刷新。
在上述設(shè)計中，最惡劣的情況是同一個接收通道同時接收到io個相同大小的反射信號的疊加信號，若采用2047位編碼(150kHz帶寬時，收發(fā)合置時盲區(qū)為10米，收發(fā)分置時可不考慮盲區(qū))，此時的信噪比大約為14分貝，見圖5，此時正交信號疊加形成的噪聲干擾只相當于常規(guī)聲納的旁瓣干擾。如果采用"同一接收組的基元間隔最大"方式排列換能器基元，那么在10個方向上的同樣的距離上同時出現(xiàn)10個分離的反射目標幾乎是不可能的，通常情況是同一距離上只有一個方向上有強目標反射信號，其他方向上不相干回波形成的噪聲干擾很小。圖6是3個方向上同時有等幅回波時的信噪比，正交信號的干擾已經(jīng)比旁瓣級干擾低5分貝了?？梢?，采用正交編碼方式完全可以在10組正交信號中提取出有足夠信噪比的特定1組信號。
二、精簡型結(jié)構(gòu)
1、 基陣與通道的排列連接
精簡型結(jié)構(gòu)的接收基陣與通道的排列連接方式及接收信號處理方法與基本型結(jié)構(gòu)完全一樣，但發(fā)射結(jié)構(gòu)不同，發(fā)射流程也有差別。因為精簡型結(jié)構(gòu)只有1個發(fā)射電路(當然，也可以適當增加，但不增加到10個。這可以根據(jù)盲區(qū)要求、功耗要求來權(quán)衡)，因此需要采用多路轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，分時段將第1 第io組信號分別加到各組基
元上。仍然針對100個基元、IO組正交信號情況進行說明在時段l，發(fā)射電路的
信號加到第l、 11、 21、 31...71、 81、 91個發(fā)射基元上；在時段2，發(fā)射電路的信號加到第2、 12、 22、 32...72、 82、 92個發(fā)射基元上......直至?xí)r段10，發(fā)射電路的信
號加到第10、 20、 30、 40...80、卯、100個發(fā)射基元上。每個時段的發(fā)射信號是不同的正交編碼調(diào)制的信號。
如前所述，并非必須采用上述編組方式，圖4所示的就是采用發(fā)射基元順序編組的結(jié)構(gòu)，其相應(yīng)的接收編組就必須是基元序號間隔為IO的各個基元為同一組。
2、 信號處理
精簡型結(jié)構(gòu)的分時發(fā)射仍然是連續(xù)的順序發(fā)射，與Edward 0. Belcher等人的發(fā)射一接收、再發(fā)射一再接收的分時收發(fā)方式是不同的，不必在每次發(fā)射后都等待信號回來再進行第二次發(fā)射，只不過成像有一個整體延遲時間，但可以認為是不降低掃描速度的。
精簡型結(jié)構(gòu)的信號處理流程與基本型結(jié)構(gòu)完全相同。不過因為不同的編碼調(diào)制信號是在不同的時段發(fā)出的，因此顯示模塊中計算不同基元收、發(fā)的信號之間的時延時，必須分別選擇不同的發(fā)射時刻為零時。
采用收發(fā)合置換能器陣時，對于上述精簡型結(jié)構(gòu)，因 io個基元共用同一個接收通道，只要有一個基元在發(fā)射，IO個基元就都不能夠接收；由于10組信號順序發(fā)射，使得發(fā)射信號的時間長度增加了 10倍，盲區(qū)也將比采用基本型結(jié)構(gòu)時擴大10倍。因此，采用精簡型結(jié)構(gòu)時不宜采用收發(fā)合置換能器陣。如果必須釆用收發(fā)合置換能器陣，可以適當增加發(fā)射通道以減小盲區(qū)。比如發(fā)射通道為2個時，發(fā)射信號的時間長度比只有l(wèi)個時減少了一半，因而盲區(qū)也減小一半，在采用150kHz帶寬、511位編碼時，盲區(qū)為12.8米，可以與分時收發(fā)方式相結(jié)合工作。
釆用收發(fā)分置換能器陣時，同基本型結(jié)構(gòu)中情況一樣，如果發(fā)射通道與接收通道隔離很好，發(fā)射信號對接收基元的干擾很小，則可以認為沒有盲區(qū)。如果隔離不好，盲區(qū)長度也將擴大10倍。因此，如果采用收發(fā)分置換能器陣，在精簡型結(jié)構(gòu)中必須采取有效的收發(fā)通道之間、收發(fā)基陣之間的隔離技術(shù)。
權(quán)利要求
1、一種聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，包括聲透鏡、發(fā)射基元和接收基元，其特征在于，采用正交編碼序列調(diào)制正弦波載波產(chǎn)生的調(diào)相信號作為聲透鏡成像聲納的信號，并采用分組發(fā)射、分組接收的方式進行傳輸，每一個所述發(fā)射基元發(fā)出的信號，經(jīng)過所述聲透鏡聚焦后，經(jīng)過物體反射后的回波回到同樣序號的所述接收基元上，將所述發(fā)射基元分組，其組數(shù)與所采用的正交編碼序列組數(shù)相等，同一組的各個發(fā)射基元同時加上相同的發(fā)射信號，不同組的發(fā)射基元上所加的發(fā)射信號各不相同，不同組發(fā)射基元上的不同發(fā)射信號由同一個發(fā)射電路分時段順序加上，或者由多個發(fā)射電路同時分別加上，所述接收基元與所述發(fā)射基元采用不同的方式分組，每一接收組中各個接收基元所對應(yīng)的所述發(fā)射基元均屬于不同的發(fā)射組，每一組中各個接收基元接收到的信號經(jīng)過同一個接收通道后轉(zhuǎn)入后續(xù)處理，不同組的接收基元接收的信號經(jīng)過不同的接收通道，經(jīng)過每一路接收通道后進入DSP的信號，都分別與發(fā)射信號中所采用的不同的正交編碼序列信號進行相關(guān)處理。
2、 如權(quán)利要求l所述的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，其特征在于，所述發(fā) 射信號采用同一頻段內(nèi)的多組不同的編碼信號，所述發(fā)射基元的組數(shù)與所述發(fā)射信 號的組數(shù)相同，同一組發(fā)射基元采用同樣的發(fā)射信號，由同一個發(fā)射電路發(fā)射，不 同組的發(fā)射基元采用不同的發(fā)射信號，由不同的發(fā)射電路發(fā)射。
3、 如權(quán)利要求2所述的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，其特征在于，所述發(fā) 射基元和所述接收基元為收發(fā)分置或收發(fā)合置的發(fā)射和接收換能器基陣，當為收發(fā) 合置的發(fā)射和接收換能器基陣時，在大于10米的遠距離情況下，所述發(fā)射信號采用 511位以上的正交編碼體制，在10米以內(nèi)的近距離情況下，收發(fā)信號采用分時方式。
4、 如權(quán)利要求1所述的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，其特征在于，所述發(fā)射電路數(shù)量少于所述發(fā)射信號的組數(shù)，采用多路轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，分時段連續(xù)地將多組信號分別按序發(fā)射到各組發(fā)射基元上，每個時段的發(fā)射信號是不同的正交編碼調(diào)制的 /士 口
5、 如權(quán)利要求4所述的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，其特征在于，所述發(fā) 射基元和所述接收基元為收發(fā)分置或收發(fā)合置的發(fā)射和接收換能器基陣，當為收發(fā) 合置的發(fā)射和接收換能器基陣時，所述發(fā)射通道大于2。
6、 如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，其特 征在于，所述發(fā)射基元采用間隔分組形式編組，所述接收基元采用順序分組形式編 組。
7、 如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，其特 征在于，所述正交編碼序列為多組M序列、GOLD序列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道設(shè)計，用于水下聲學(xué)成像領(lǐng)域。其通過采用多組正交編碼信號調(diào)制正弦波載波而產(chǎn)生的調(diào)相信號作為聲透鏡成像聲納的發(fā)射信號，采用分組發(fā)射、分組接收的方式，使同一組的發(fā)射基元發(fā)射同樣的編碼序列調(diào)制的信號，同一組的接收基元接收不同的編碼序列調(diào)制的信號，不同組發(fā)射基元上的不同發(fā)射信號由同一個發(fā)射電路分時段順序加上，或者由多個發(fā)射電路同時分別加上，并運用DSP技術(shù)，使得聲透鏡成像聲納的收發(fā)通道總數(shù)比傳統(tǒng)設(shè)計方式大幅度減少，而成像速度并不降低。
文檔編號G01S7/523GK101685156SQ200810223418
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者李頌文 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所