恭喜中航航空電子有限公司王永豐獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中航航空電子有限公司申請的專利一種水下航行器前視聲吶的動態波束管控方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119535421B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-04發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510095261.4,技術領域涉及:G01S7/524;該發明授權一種水下航行器前視聲吶的動態波束管控方法是由王永豐;王天澤;劉瑩;馬鶴鳴;林晉美;王海生設計研發完成,并于2025-01-21向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種水下航行器前視聲吶的動態波束管控方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種水下航行器前視聲吶的動態波束管控方法,屬于水下主動探測技術領域,為了解決解決現有的束控方法針對特定陣元間距通過調整不同位置信號振幅來調控波束,局限于波束寬度和旁瓣抑制而無法實時調整發射角度,且波束發射寬度受聲基陣約束,確定后難以適航調整的問題;本發明基于相控波束形成設計理念,將前視聲納發射聲基陣分為若干子矩陣,利用前視聲納安裝平臺的航向航路信息,對發射波束進行幅度方位的相控,可使波束主瓣始終指向平臺真實航向,有效提升前視聲納的探測能力和預警能力,有效照亮航向側盲區,及時觀測航路情況,確保航行安全,擴大了整體探測范圍。
本發明授權一種水下航行器前視聲吶的動態波束管控方法在權利要求書中公布了:1.一種水下航行器前視聲吶的動態波束管控方法,其特征在于,包括以下實施步驟:S1、聲基陣設計與子陣劃分:根據前視聲納設定的工作頻率,按照聲基陣預設確定的陣元間隔,在長寬既定平面內布放陣元,劃分出若干發射基陣,構建聲基陣基本架構為后續波束控制奠定基礎;S2、發射子陣波束控制:針對發射子陣的發射波束進行幅度加權處理,依據導向角度計算出前視聲納的聲基陣各通道發射脈沖相位延遲,控制前視聲吶波束角度進行切換;S3、根據航行狀態調整波束:追蹤水下航行器航行狀況,當水下航行器出現航向改變、上浮或者下潛動作,即刻實時調整發射子陣波束的指向方位;S4、波束拼接與接收處理:集中整合發射子陣的眾多波束進行拼接波束處理,在接收信息環節,讓所有陣元一同參與以收集捕捉有效信息,輔助獲取目標信息以實現探測定位;所述S2中,對發射子陣的發射波束進行幅度加權處理的具體實施步驟如下:S201:確定探測目標與聚焦效果,依據前視聲納工作頻率,選定幅度加權系數范圍;S202:針對每個發射子陣,按預設系數對發射波束加權;S203:建立波束傳播模型,代入加權后波束參數,模擬傳播路徑與能量分布;S204:依據波束傳播模型的模擬結果和導向角度,用三角函數算法計算出前視聲吶聲的基陣各通道發射脈沖相位延遲;S205:對前視聲吶聲基陣各通道進行波束駕駛,控制發射子陣俯仰或偏轉波束以實現聚焦功能;所述S202中,發射波束加權處理的計算公式如下:令發射子陣數量為N,第i個發射子陣的初始波束幅度為,選定的加權系數為,導向角度為,加權后的波束幅度計算公式為:,其中為與導向角度相關的初始相位偏移量,根據導向角度通過以下轉換得到:;所述S203中,波束傳播模型的計算公式如下:令波束的初始能量為,傳播距離為,介質衰減系數為,波束頻率為,時間為,波速為,波束傳播模型的能量分布公式為:,其中,部分表示介質對波束能量的衰減效果,隨著傳播距離的增加,能量呈指數衰減;部分表示波束在傳播過程中的波動特性,反映了波束隨時間和距離的相位變化。
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