黄赓 张靓

（海装沈阳局驻大连地区第一军事代表室 辽宁省大连市 116600）

近年来随着水下成像技术的发展，水下三维成像技术已成为对水下目标进行探测、识别的主要技术手段。

三维成像声纳作为一种水下实时成像设备，主要利用单频窄带声脉冲信号照射整个探测区域，利用平面阵接收回波声信号，信号处理模块利用波束形成算法实时计算不同方向的回波信号。回波信号的强弱反映了在该方向上声波的反射能力，通过选取对应的波束信号强度，获得水下目标的三维图像。在每次成像过程中需同时计算上万个波束，这将导致运算量迅速增加，无法满足成像实时性需求，为降低算法运算量，提升计算效率，本文中采用一种基于线性调频Z 变换(CZT)方法对算法进行优化，经仿真分析可知，本文的方法可有效提升计算效率。

1 基于线性调频Z变换波束形成

1.1 一级子阵波束形成

在三维成像声纳算法中，为减少波束形成所需的计算量，通常将平面阵根据不同阵型划分成多个子阵，对于阵元数为N×N 个阵元组成的平面阵通常分成两级子阵，每个一级子阵包含Na×Na个阵元，每个二级子阵包含Nb×Nb个阵元，N=NaNb，子阵划分示意图如图1所示。

由于一级子阵阵元数Na<

wm,n为加权系数矩阵，Sm,n(k)为回波信号经离散傅里叶变换(DFT)后所得矩阵。

远场条件下，频域波束形成中相移因子与傅里叶变换的变换因子有相同的表达式，因此一级子阵波束形成可利用离散傅里叶变换（DFT）完……