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合成孔径声呐技术研究进展

发布时间:2019-11-28 07:42 来源:未知 编辑:admin

  中国网/中国发展门户网讯 图像丰富、直观,是信息的重要来源,在空气中主要靠光学设备获取。尽管光波、声波和电磁波都是信息传播的载体,但只有声波能在水下远距离传输。对水下物体、地貌等声学成像,用途十分广泛。

  水下声成像设备也称为图像声呐。图像清晰是图像声呐最基本要求,这主要靠图像分辨率提供保障。图像声呐的分辨率分为距离向分辨率和方位向分辨率。距离向分辨率是指声波传播方向的分辨能力,方位向分辨率是指与声波传播方向垂直的分辨能力。距离向分辨率决定于信号的脉冲宽度或频带宽度。方位向分辨率与声呐基阵的大小(也称为孔径)有关。要提高方位向分辨率,可以采取加大声呐基阵尺寸的办法。但是加大声呐基阵尺寸又受到基阵载体、工程实现等方面的限制。

  用虚拟的孔径代替真实的孔径,可解决方位向分辨率的问题,相应的声呐就是合成孔径声呐(synthetic aperture sonar,SAS)。与普通传统侧扫声呐相比,SAS 的主要优点就是它可以得到很高的方位向空间分辨能力。

  水下目标探测方面,在较宽的测绘带内实现高分辨率成像,目标识别率比传统声呐大大提高。同时,由于较大的测绘效率和较高的识别率,探测平台的出动次数和探测时间大大缩短。

  掩埋物(掩埋电缆和管线等)探测方面,SAS 探测具有不可替代的优势。30 kHz 甚至更低频段的 SAS,具有很好的掩埋物探测能力。传统的侧扫声呐不能工作在此频段;而浅剖声呐测绘条带宽度极窄,大范围扫测的效率远远低于 SAS。因此,低频 SAS 被认为是掩埋物探测最可行、最有潜力的手段。

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