第50卷第4期渔业现代化Vol.50No.42023年8月FISHERYMODERNIZATIONAug.2023DOI:10.3969/j.issn.1007-9580.2023.04.012收稿日期:2023-01-10基金项目:国家自然科学基金项目(32073026);三亚崖州湾科技城科研项目(SKJC-2020-01-013);中国水产科学研究院院级基本科研业务费深海渔场声学探测技术与装备研究(2022XT0702)作者简介:程婧(1994—),女,研究实习员,研究方向:海洋生物声学探测、渔业信息化。E-mail:chengjing@fmiri.ac.cn通信作者:李国栋(1978—),男,研究员,研究方向:海洋生物声学探测、渔业信息化。E-mail:liguodong@fmiri.ac.cn基于圆弧阵加权的水平全向扫描多波束渔用声呐波束成形旁瓣抑制研究程婧1,王志俊1,魏珂1,李国栋1,2(1中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海200092;2青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266237)摘要:多波束渔用声呐研制中为研究波束加权对基阵方向性的影响,从常见的水平全向渔用声呐的基阵模型出发,将圆柱阵等效为多个垂直排列的圆弧阵,使用Matlab编程软件仿真了线性加权和非线性加权,对比了非线性加权中相似加权和抑制区最小功率加权对圆柱阵指向性的影响。结合现有的测试条件,在消声水池对两种非线性加权法进行了波束指向性测试。结果显示:两种非线性加权法更适合水平全向扫描的多波束渔用声呐,其中相似加权法加权过后的波束主瓣展宽较小仅约1°,旁瓣较未加权波束旁瓣降低约9dB,对改善圆柱阵换能器的波束指向性效果较好。研究表明,可以在圆柱阵换能器中选用相似加权法来改善基阵的方向性。关键词:渔用声呐;多波束;圆弧阵加权;圆柱阵换能器;助渔仪器;海洋捕捞中图分类号:S972.61文献标志码:A文章编号:1007-9580(2023)04-0098-009海洋捕捞业作为渔业的重要组成部分,利用渔用声呐可以提高海上作业的效率。现有的渔用声呐常采用单波束、分裂波束、多波束等技术进行探测,多波束渔用声呐相较于传统单波束声呐可对探测区域进行快速扫海,能够更加准确地判断鱼群与渔船的相对距离与方位,被广泛应用在海洋渔业中。波束成形技术作为全方位多波束渔用声呐研制中的关键技术,可以提高探测距离和空间分辨能力[1],被广泛应用在军事[2-3]、通信[4]、医疗声学[5]、海底地貌勘测、海上石油勘探等领域[6]。波束成形中最大辐射波束为主瓣,是声呐探测的主要工作方向[7],其余波瓣为旁瓣。主瓣宽度越窄波束的指向性越好,作用距离越远,抗干扰能力越强,渔用声呐成像效果越好,而旁瓣的存在会使声能量扩散,影响波束的指向性,使声呐的成...
