随机错位组合阵列分级波束旁瓣控制方法

祝 鹏, 杜金香

随机错位组合阵列分级波束旁瓣控制方法

祝 鹏, 杜金香

(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072)

为了降低水下大型声呐阵列波束形成算法的工程实现难度, 可采用阵元级分区波束扫描模式的大型平面阵列, 无需改变每个扫描分区内的阵元幅相权, 仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描。但该模式会带来高旁瓣问题。针对此, 文中提出一种基于规则子阵的随机错位组合阵列设计方法, 打破现有研究方法中错位量为整数倍阵元间距的限制, 利用遗传算法同时对子阵相邻列错位量与子阵级权系数进行联合优化, 以主旁瓣比作为适应度函数, 使得综合方向图最高旁瓣最低, 从而降低了由于子阵级大阵元间距带来的栅瓣效应。仿真结果表明, 采用随机错位的子阵结构, 优化后的阵型和权系数能够有效避免大分区下带来的高旁瓣, 在不同分区内都能获得较高的主旁瓣比, 对于旁瓣的控制效果优于现有错位组合阵列方法, 验证了随机错位组合阵列设计优化方法的有效性。

声呐阵列; 随机错位; 旁瓣控制; 分区扫描; 组合阵列; 遗传算法

0 引言

随着海洋开发、海洋勘探及水下作战等领域的不断深入发展, 大型声呐阵以及数字波束形成技术得到越来越广泛的应用[1]。大型阵列进行阵元级集中波束形成在工程实现上由于数字接收通道多, 对于数据存储和处理的实时性提出了更高的要求, 这就导致了硬件复杂度增加, 成本高昂。……