[发明专利]基于序贯回归方法的多阵元合成孔径聚焦波束形成方法

权利要求书

1.一种基于序贯回归方法的多阵元合成孔径聚焦波束形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将一个阵元个数为N的线性传感器阵列分割成长度为L的子阵，子阵的个数为M，发射、接收使用相同的阵列；

步骤2、对于空间中的一点P，激励超声阵列发射单一频率的超声平面波信号s(t)，经过接收阵列得到接收信号其中，t表示连续的时间参量，r表示P点到阵列中心点的参考声程，c表示声速，θ表示P点与阵列中心点的连线和扫描线垂直平面的夹角，τ_n(θ)表示第n个子阵的发射延时，其中，1≤n≤M，τ_i,n(θ)表示第n个子阵中第i个阵元的接收延时，其中，1≤i≤L，不计参考声程r对波束形成的影响，则将p(t,r,θ)改写为p(t,θ)＝s(t-τ_n(θ)-τ_i,n(θ))，p(t,θ)表示t时刻θ方位上的接收信号；

步骤3、将步骤2所述的接收信号p(t,θ)表示为p(t,θ)＝s(t)s(-τ_n(θ))s(-τ_i,n(θ))，由于s(t)为单一频率的平面波信号，p(t,θ)只与θ有关，即p(t,θ)＝p(θ)＝s(-τ_n(θ))s(-τ_i,n(θ))，其中，s(-τ_n(θ))表示第n个子阵接收信号，s(-τ_i,n(θ))表示第n个子阵中第i个阵元的接收信号；

步骤4、将所述步骤3中s(-τ_n(θ))写成向量形式s(θ)＝[s(-τ₁(θ)),s(-τ₂(θ)),…,s(-τ_M(θ))]^T，其中，上标T表示转置，s(θ)表示阵列接收信号，考虑噪声noise的影响后得到的接收信号为y(θ)＝[s(-τ₁(θ)),s(-τ₂(θ)),…,s(-τ_M(θ))]^T+noise，其中，noise为一组与子阵个数一致的高斯噪声，对每个子阵设置一组权向量W₁，利用幅度遍迹得到遍迹信号l₁(θ)，其中，W₁＝[W_1,1,W_1,2,…,W_1,M]；W_1,n表示第n个子阵的1次迭代权值，将s(θ)与l₁(θ)作差得序贯回归方法的约束误差ε₁(θ)＝s(θ)-l₁(θ)，利用最小方差准则与迭代方法获得子阵优化权向量W_k+1＝[W_k+1,1,W_k+1,2,…,W_k+1,M]，W_k+1,n表示第n个子阵的k+1次迭代权值，利用子阵优化权向量进行幅度遍迹得到子阵的第k+1次迭代的遍迹信号l_k+1(θ)；

步骤5、将所述步骤3中s(-τ_i,n(θ))写成向量形式s_n(θ)＝[s(-τ_1,n(θ)),s(-τ_2,n(θ)),…,s(-τ_L,n(θ))]，考虑noise′的影响后所得到的接收信号为y_n(θ)＝[s(-τ_1,n(θ)),s(-τ_2,n(θ)),…,s(-τ_L,n(θ))]+noise′，其中，s_n(θ)表示第n个子阵接收信号，noise′为一组与子阵阵元个数一致的高斯噪声，利用最小均方误差准则、迭代方法以及幅度遍迹方法得到子阵阵元优化权向量W_k+1,n与第n个子阵的第k+1次迭代的遍迹信号l_k+1,n(θ)，其中W_k+1,n＝[W_k+1,1,n,W_k+1,2,n…,W_k+1,L,n]，W_k+1,i,n表示第n个子阵中第i个阵元的k+1次迭代权值；

步骤6、利用叠加方法，由所述步骤4中l_k+1(θ)与所述步骤5中l_k+1,n(θ)得到基于序贯回归方法的多阵元合成孔径聚焦波束G_k+1(θ)，G_k+1(θ)＝∑l_k+1(θ)∑l_k+1,n(θ)。