陈志鹏 陈宇航 吴浩然

（1.海装沈阳局驻葫芦岛地区军事代表室，葫芦岛，125003）

（2.海军工程大学电子工程学院，武汉，430033）

无论在近场还是远场，前视声呐的方位分辨率均受限于发射声波的波长和阵列长度的比值[1]。为了提高方位分辨率，前视声呐可以选择更高的工作频率或者增加阵的长度。但是工作频率越高，信号衰减就越快，从而减小探测的范围；而增加阵长既提升了成本又使声呐结构更加复杂。虽然双发射阵模型容易实现，但对于方位分辨率的提高也是有限的。本文提出通过多个脉冲信号之间的相干积累，利用多普勒波束锐化（Doppler Beam Sharpening，DBS）技术[2-3]，将同一波束内的回波信号划分为不同方位的一组波束，不需要对阵列和设备进行任何的改动，大大降低了成本。

1 DBS 成像方法研究

1.1 多普勒频率模型

式中，λ表示声波波长。从上式可以看出，多普勒频率可以写成两部分：一部分与时间无关，一部分与时间成线性相关。根据图1（b），目标回波信号的多普勒中心频率为

图1 前视声呐

多普勒频率不同均由锥角α的差异所致，有

因此，方位角分辨率与多普勒频率分辨率之间的关系为

式中，fρ是相干积累时间T的倒数，所以方位角分辨率可以写作

根据式（4），目标回波信号的多普勒带宽为

然后可以得到最大相干积累时间为

将式（11）带入式（8）可得距离r处的最大方位分辨率为

根据以上分析我们可以发现，DBS 成像与合成孔径成像[9]最大的区别在于前者属于非聚焦合成孔径成像，只利用多普勒频率之间的差异来区分目标，因此其分辨率不如聚焦合成孔径成像。……