[发明专利]一种信号处理方法和装置、可变频多波束测深系统

权利要求书

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

在对海洋深度进行测量的当前一帧内，基于所使用的探测信号的回波信号预测指定位置的深度值；

在所述深度值相较于上一帧的深度值发生变化或所述探测信号的频率相较于上一帧探测信号的频率发生变化的情况下，对当前的子阵结构进行变更，得到目标子阵结构；

基于所述目标子阵结构和所述回波信号形成分裂阵波束，所述分裂阵波束用于进行底检测；

其中，对当前的子阵结构进行变更，得到目标子阵结构，包括：

基于变化后的深度值或变化后的频率确定多个候选子阵结构，每个候选子阵结构的子阵间隔M和子阵长度L满足以下条件：，且在深度值增加的情况下使L增加，在深度值减少的情况下使L减少，在频率增加的情况下使L减少，在频率减少的情况下使L增加；

确定所述回波信号的回波信噪比；

针对任一候选子阵结构，通过以下公式确定得到所述候选子阵结构对应的波束输出信噪比：，其中，SNR₀为候选子阵对应的波束输出信噪比，SNR_I为所述回波信号的回波信噪比，μ基于所述候选子阵结构的子阵间隔、子阵长度、子阵个数和相互重叠的阵数确定得到；

基于所述波束输出信噪比从所述多个候选子阵结构中确定得到所述目标子阵结构，所述目标子阵结构对应的波束输出信噪比小于设定信噪比阈值且包含的子阵个数最少。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所使用的探测信号的回波信号预测指定位置的深度值，包括：

基于所述回波信号，确定从发射所述探测信号到接收到所述回波信号之间的回波时长；

基于公式确定得到所述指定位置的深度值，其中，H为所述指定位置的深度值，T为所述回波时长，c为所述探测信号的表面声速。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前一帧内包括多个信号采样点，所述回波信号基于所述多个信号采样点采集得到；

其中，基于所述回波信号，确定从发射所述探测信号到接收到所述回波信号之间的回波时长，包括：

确定在每个信号采样点上采集到的多个回波信号幅度的平均值，得到与所述多个信号采样点对应的多个平均值；

检测所述多个平均值中的至少一个峰值点；

确定所述至少一个峰值点中的目标峰值点，所述目标峰值点为所述至少一个峰值点中幅度超过设定阈值的第一个峰值点；

将发射所述探测信号的时刻到所述目标峰值点对应的采样时刻之间的时长确定为所述回波时长。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述回波信号的回波信噪比，包括：

选择所述回波信号中第一指定范围内的信号作为噪声信号，并计算所述噪声信号的平均值和标准差；

将所述回波信号的幅值减去所述噪声信号的平均值后选择所述回波信号中第二指定范围内的信号作为指定回波信号，计算所述指定回波信号的标准差；

通过以下公式确定所述回波信号的回波信噪比：，其中，σ_s为所述指定回波信号的标准差，σ_n为所述噪声信号的标准差。