[发明专利]一种模数分级测量的声纳基阵空间增益测量方法

权利要求书

1.一种模数分级测量的声纳基阵空间增益测量方法，所述的增益测量方法中分解为阵元增益与指向性增益两级，分别用标准仪器组成的模拟测量系统与声纳接收单元的数字测量系统进行分级测量，两级增益求和即为声基阵空间增益，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：布置试验设备，使声基阵第i路阵元水平指向发射换能器，两者水平距离R满足远场测量条件，位同一水深H处，在距声基阵1m处布置相同深度的标准水听器，且通过声学发射装置与发射换能器连接，可发射中心频率为F的单频脉冲信号，即为待测信号；

步骤S2：利用模拟测量系统对阵元增益进行测量，首先发射换能器不发射，将标准水听器接入模拟测量系统，调节测量系统滤波频率及带宽，使待测信号频率位测量频带范围内，观察测量放大器表盘读数，计算得噪声级NL₀；

步骤S3：完成噪声测量后，发射换能器开始发射指定声源级为SL的待测信号，计算到达声基阵处信号源级SL'₁，再计算得阵元输入信噪比SNR₁；

步骤S4：将第i路阵元信号接入模拟测量系统，按步骤2-3方法，分别测得阵元接收信号源级SL'₂与阵元接收噪声级NL₂，同样计算得阵元输出信噪比SNR₂，最后可计算出阵元增益G₁；

步骤S5：利用数字测量系统对指向性增益进行测量，首先将阵元信号接回原位，启动声纳接收处理程序，利用调试PC及声纳自身数字信号处理机组成数字测量系统，将第i路阵元数据以及与其指向相同的j路波束数据进行实时记录保存；

步骤S6：利用仿真分析工具，对保存的阵元数据与波束数据进行分析，对于取样截获的数据段x_{zy_n}、x_{zy_s}、x_{bs_n}、x_{bs_n}，计算各自的均方值σ_{zy_n}、σ_{zy_s}、σ_{bs_n}、σ_{bs_s}；

步骤S7：计算阵元数据信噪比SNR₃与波束输出信噪比SNR₄，再计算出指向性增益G₂，将G₁与G₂相加，即可计算获得该声纳空间增益。

2.根据权利要求1所述的一种模数分级测量的声纳基阵空间增益测量方法，其特征在于：所述的试验设备采用的是圆柱形声基阵，其阵元结构为纵向振子，布阵频率为F，水平布置m元，垂直布置n元，水平预形成k路波束。

3.根据权利要求2所述的一种模数分级测量的声纳基阵空间增益测量方法，其特征在于：所述的模拟测量系统采用BK2636测量放大器、BK1617滤波器及示波器组成的微小信号接收测量系统。

4.根据权利要求2所述的一种模数分级测量的声纳基阵空间增益测量方法，其特征在于：所述的数字测量系统可直接使用声纳数字信号处理平台，通过调试PC对内部数据进行读取、记录，以离线处理方式进行分析计算。

5.根据权利要求4所述的一种模数分级测量的声纳基阵空间增益测量方法，其特征在于：所述步骤1中声学发射装置采用33521A函数发生器、BK2713仪表功放。

6.根据权利要求4所述的一种模数分级测量的声纳基阵空间增益测量方法，其特征在于：所述的步骤S6中均方值可反应接收数据的功率水平。