Giải pháp tạo búp sóng tùy biến cho cảm biến mảng trụ tròn ba chiều của anten 1h trong tổ hợp sonar thủy âm МГК-400ЭМ

Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 227 
GIẢI PHÁP TẠO BÚP SÓNG TÙY BIẾN CHO CẢM BIẾN MẢNG 
TRỤ TRÒN BA CHIỀU CỦA ANTEN 1H TRONG TỔ HỢP SONAR 
THỦY ÂM МГК-400ЭМ 
Phan Hồng Minh*, Phan Văn Việt, Nguyễn Thị Thu Hồng, Phạm Thanh Thương 
Tóm tắt: Bài báo đề xuất một giải pháp tạo búp sóng mới trên mô hình cảm biến 
mảng hydrophone dạng trụ tròn của an ten 1H trong tổ hợp sonar thủy âm МГК-
400ЭМ, trên cơ sở tạo búp sóng tùy biến kết hợp với phương pháp tạo búp sóng 
thích nghi như Frost, Griffiths hoặc MVDR để nâng cao chất lượng tín hiệu thu. 
Việc thực hiện kích hoạt các hydrophone trong mảng cảm biến sẽ tạo ra các mảng 
có cấu trúc hình học khác nhau, quay được búp sóng theo hướng mong muốn, tạo 
ra nhiều mảng con với các búp sóng thu có độ linh động cao, thực hiện lọc không 
gian tín hiệu nhằm nâng cao chất lượng phát hiện định vị mục tiêu dưới nước. 
Từ khóa: Mảng cảm biến; Tạo búp sóng thích nghi Frost; Griffiths; MVDR; Tổ hợp sonar МГК-400ЭМ. 
1. GIỚI THIỆU 
Tổ hợp thủy âm МГК-400ЭМ là khí tài sonar, phiên bản nâng cấp từ МГК-400 
để tích hợp trên tàu ngầm của Nga, có thể coi hệ thống như mắt thần của tàu ngầm 
trong lòng biển sâu để phát hiện cảnh báo và theo dõi nhận dạng mục tiêu dưới 
nước đảm bảo sẵn sàng chiến đấu. 
Hình 1. Sơ đồ khối tổ hợp thủy âm МГК-400ЭМ. 
Anten 1H - Anten chính của tổ hợp, dùng để thu nhận tín hiệu trong các chế độ 
П1, А1, П2 và А3 trong dải tần số từ 0.3-10.8 kHz. Được lắp đặt ở mũi tàu, phía 
dưới, bên trong bầu sonar có tính chất xuyên âm. Anten có hình dạng trụ côn tròn 
tạo góc bằng 12.4°, đỉnh hướng xuống dưới. Độ cao anten 2,4m, đường kính mặt 
cắt trên là 4m. Trên bề mặt của anten 1H được lắp đặt 1008 cảm biến, bố trí thành 
14 mảng cảm biến tròn (circle arrays) nằm ngang, mỗi mảng tròn có 72 
hydrophone được bố trí theo vòng tròn cách đều nhau theo góc là 5° [2]. 
Kỹ thuật điện tử 
P. H. Minh, , P. T. Thương, “Giải pháp tạo búp sóng tùy biến  thủy âm МГК-400ЭМ.” 228 
Bài báo đề xuất một giải pháp kết hợp 2 phương pháp điều khiển cứng và mềm 
tạo các mảng có cấu trúc hình học khác nhau dựa trên mô hình anten 1H, bằng 
cách kích hoạt các hydrophone trong ma trận cảm biến sẽ tạo ra được nhiều loại 
mảng có kiểu búp sóng cũng như hướng khác nhau, điều khiển mềm tính toán 
trọng số mảng (thuật toán thích nghi) để quay búp sóng có hướng thu mong muốn, 
triệt giảm búp sóng phụ, giảm sự ảnh hưởng tối đa của tạp ồn và nâng cao độ lợi 
của mảng. 
2. TẠO BÚP SÓNG MẢNG TRỤ VÀ TÙY BIẾN VỚI ANTEN 1H 
2.1. Tạo búp sóng mảng trụ 
Mảng trụ tròn là mảng ba chiều, trong đó, các hydrophone được bố trí hình tròn 
bán kính R trên một mặt phẳng ngang, các mảng tròn này được triển khai theo trục 
dọc z thành mảng trụ tròn (hình 2). Trên cơ sở có N mảng tròn và mỗi mảng tròn 
có M phần tử, tâm của các mảng tròn là trục z và mảng đối xứng theo hướng z về 
gốc tọa độ. Xây dựng mô hình tính toán và thiết kế tạo búp sóng cho mảng căn cứ 
trên véc tơ đa tạp và tập trọng số mảng [5]. 
Hình 2. Cấu trúc hình học mảng trụ và hệ tọa độ trụ. 
Theo [1, 5] có thể thực hiện tạo búp sóng cho mảng trụ theo hai bước: 
Bước 1: Tạo búp sóng từng mảng tròn bán kính R với M phần tử được Bcir(θ, ϕ ); 
Bước 2: Tạo búp sóng mảng thẳng 1 lần cho N mảng tròn theo trục z từ các véc 
tơ ở bước 1, được búp sóng mảng trụ với tín hiệu đầu ra B(θ, ϕ ). 
Búp sóng của mảng trụ: 
 (1) 
 (2) 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 229 
Có thể viết lại như sau: 
 (3) 
Biểu thức trong ngoặc là búp sóng mảng tròn thứ n. 
Do vậy, 
 (4) 
Tương tự như vậy, tạo búp sóng với mảng thẳng 
 (5) 
Nếu 
 trong (2) được viết tách riêng, 
 (6) 
Thì (3) có thể viết gọn lại 
(7) 
Tạo búp sóng mảng trụ tròn bán kính R = 2m, số lượng mảng tròn N = 5, mỗi 
mảng tròn có M = 36 phần tử cảm biến, khoảng cách giữa các mảng tròn RS = 
0.1875m, tần số âm f = 500Hz, vận tốc âm trong nước c = 1500m/s. 
Hình 3. Búp sóng mảng trụ tròn 5x36 phần tử. 
Hình 3 được thiết lập hình dáng kích thước giống như anten 1H của tổ hợp sonar 
МГК-400ЭМ, tuy nhiên, số lượng mảng tròn và cảm biến thì ít hơn, đối với góc 
nghiêng 12.4° của anten 1H, có thể điều khiển búp sóng chính quay theo trục z một 
góc -12.4°. Về cơ bản hình dáng búp sóng của mảng trụ phụ thuộc vào bán kính 
mảng tròn, tần số tín hiệu hiệu sóng âm và hướng của búp sóng chính. Tùy vào tình 
huống tác chiến cụ thể mà mảng trụ tròn sẽ tùy biến theo nhiều cấu trúc hình học 
khác nhau, và sẽ tạo ra những búp sóng chính có hướng và độ rộng khác nhau. 
Kỹ thuật điện tử 
P. H. Minh, , P. T. Thương, “Giải pháp tạo búp sóng tùy biến  thủy âm МГК-400ЭМ.” 230 
2.2. Tạo búp sóng tùy biến với anten 1H 
2.2.1. Anten 1H và kỹ thuật tạo búp sóng 
Anten 1H được lắp đặt trong bầu sonar bố trí ở phía đầu (nửa dưới) của tàu 
ngầm, được cấu thành từ 2 khối cảm biến ПР2Р được kết nối thành các khối ПР5 
(vòng từ 1 đến 12) ... ể tạo và điều khiển búp sóng theo các 
góc nghiêng bất kỳ (từ -60° đến 60°). 
Trong chế độ А1 việc tạo ra kênh không gian (ПК) để thu nhận tín hiệu cũng tương 
tư việc tạo kênh không gian trong chế độ П1. Độ rộng ПК tại tần số 3 kHz trong mặt 
phẳng ngang bằng 10.9°, mặt phẳng đứng 13.7°. Hệ số tập trung K bằng 195. 
Trong các chế độ П2 và А3 búp sóng được tạo ra bởi 2 vòng phía dưới của 
anten (vòng 13 và 14). Khi đó, trong mặt phẳng ngang sẽ tạo ra rẻ quạt gồm 20 
kênh không gian, lệch tương đối nhau một góc 15°. Mỗi kênh không gian được tạo 
ra bởi một kênh bù pha gồm 20 đầu thu, bố trí theo thứ tự bàn cờ (độ lớn của cùng 
bù gần bằng 50°); trong các kênh thu người ta làm giảm dần biên độ của các kênh 
thu ngoài cùng. Hình 5 mô phỏng búp sóng mảng tròn của vòng 13 và 14, có 
đường kính R = 2m, tần số sóng âm f = 500Hz, tốc độ âm c = 1500m/s, góc quay 
búp sóng chính [45
o
,45
o] theo trục xy, hướng nhìn [135o, 20o]. 
Hình 5. Búp sóng mảng tròn 1x72 phần tử, R = 2m. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 231 
Giá trị độ rộng HPBW rẻ quạt trong mặt phẳng ngang trong dải tần công tác thể 
hiện trong bảng 1. 
Bảng 1. Độ rộng búp sóng tại chế độ hoạt động П2 và A3. 
Tần số (kHz) 1.0 1.5 3.8 8.0 10.0 
Độ rộng búp sóng 
ở mức 3 dB 
62.0º 45.0º 22.0º 23.0º 24.0º 
Độ rộng cánh sóng trong mặt phẳng đứng tại tần số 10 kHz gần bằng 25° và 
tăng theo chiều giảm của tần số. 
Độ nhạy trung bình của kênh thu (khối ПР2Р) ở anten tại tần số 2 kHz bằng 500 
μkV/Pа, tại tần số 8 kHz – 1700 μkV/Pа. 
Giá trị trung bình điện dung của cảm biến – 6.5 nF. 
Áp suất thủy tĩnh công tác – 3 МPа. 
2.2.2. Tạo mảng tùy biến với anten 1H 
Trong nhiều ứng dụng thực tế, hình dạng vật lý của các mảng cảm biến phải phù 
hợp với hình dạng của bề mặt cong mà chúng được gắn trên đó. Ví dụ như mảng 
gắn trên tàu ngầm, máy bay, ra đa hoặc tên lửa. Các mảng này có hình thù đặc biệt 
như trụ tròn, côn tròn, cầu, bán cầu, móng ngựa, hoặc bất kỳ. 
Giải pháp mới bài báo đề xuất là kích hoạt tùy biến một tập hydrophone trong 
mảng trụ tròn 3 chiều để hình thành một cấu trúc hình học nhất định để tạo được 
búp sóng có hướng và đặc tính thu mong muốn, đồng thời, kết hợp sử dụng ma 
trận trọng số W (áp dụng các thuật toán tạo búp sóng thích nghi như Frost, 
Griffiths hoặc MVDR) để thiết kế đặc tính của mảng thành bộ lọc không gian với 
mục đích thu được tín hiệu mong muốn tốt nhất. 
Tạo búp sóng anten 1H theo mặt quạt 120o (24 phần tử) của vòng anten từ 1 đến 
12, có đường kính R = 2m, tần số sóng âm f = 1000Hz, tốc độ âm c = 1500m/s, góc 
quay búp sóng chính [0
o
,0
o] theo trục xy, hướng nhìn [135o, 20o]. 
Hình 6. Tạo búp sóng anten 1H có mặt quạt 120o 12x24 phần tử. 
Với anten 1H theo mặt quạt 180o (36 phần tử x 14 vòng) có thể tùy biến thành 
nhiều các mảng con để đồng thời theo dõi được nhiều mục tiêu. 
Tùy biến anten 1H thành 72 mảng thẳng kích thước 1x6 theo chiều dọc (12 
vòng trên), với hai vòng cảm biến 13, 14 dưới tùy biến thành 12 mảng tròn cong 
1x6 có đường kính R = 2m theo dõi đồng thời nhiều mục tiêu từ các hướng khác 
Kỹ thuật điện tử 
P. H. Minh, , P. T. Thương, “Giải pháp tạo búp sóng tùy biến  thủy âm МГК-400ЭМ.” 232 
nhau theo phương ngang (hình 7). Trong các hệ thống sonar dưới nưới việc đồng 
thời quan sát nhiều mục tiêu là tối cần thiết, với giải pháp đưa ra ở đây là hợp lý 
khi tùy biến tách mảng phẳng ra thành nhiều mảng nhỏ kết hợp với tính toán véc tơ 
trọng số wn của từng mảng để quay búp sóng chính theo các hướng mục tiêu đã 
phát hiện. 
Hình 7. Tùy biến Anten 1H theo mặt quạt 180o tạo nhiều mảng con. 
Hình 8. Búp sóng mảng tròn cong R=2m 1x6. 
Với hình 7 kích hoạt mảng trụ thành mảng thẳng và cong, tạo búp sóng chính 
theo chiều dọc, phương ngang làm cho mảng tùy biến rất linh động được hướng 
thu và quan sát được nhiều mục tiêu đồng thời. Ngoài ra, có thể kích hoạt theo các 
đường chéo, để có được mảng thu có hình dạng mặt tròn và đường tròn có cấu trúc 
hình học khác nhau, các cấu trúc lệch tam giác (triangles), cặp lệch song song 
(shift pair) hoặc cấu trúc cân bằng đối xứng (symmetric) [1] có thể tạo ra được từ 
anten 1H tùy biến ở trên. 
Mảng thẳng 1x6 sử búp sóng chính phương ngang theo trục xy và tính toán quay 
búp sóng theo trục z để quan sát phát hiện mục tiêu. Mảng cong 1x6 có búp sóng 
chính dọc theo trục z và điều khiển búp sóng theo mặt quạt 120o (hình 8). 
Như vậy, dựa trên công thức tính toán để thiết kế mảng, giải pháp bài báo đưa 
ra có thể tùy biến anten 1H dựa trên việc kích hoạt các hydrophone trong mảng để 
tạo thành một mảng bất kỳ và tạo búp sóng thích nghi cho mảng đó đến hướng 
mong muốn. Trong những trường hợp quan sát mục tiêu cụ thể cần có những tính 
toán để chọn lựa về cấu trúc hình học của mảng sao cho tối ưu nhất. 
3. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ 
3.1. Sơ đồ khối thuật toán và giải pháp 
Giải pháp đề xuất được trình bày theo lưu đồ ở hình 9. Sau khi khởi tạo mảng 
thu tín hiệu tạo búp sóng thông thường và điều khiển quay búp sóng chính theo 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 233 
nguyên lý “Delay and Time” để rà quét sục sạo mục tiêu theo phương ngang, khi 
xuất hiện mức năng lượng lớn hơn ngưỡng, hệ thống sẽ cảnh báo xuất hiện mục 
tiêu và căn cứ vào mức năng lượng, tần số, thuật toán sẽ tùy biến một số cấu trúc 
hình học khác nhau và thiết lập tạo búp sóng thích nghi Frost để tìm ra cấu hình 
mảng cho tín hiệu tốt nhất. 
Hình 9. Lưu đồ thuật toán giải pháp tạo búp sóng tùy biến. 
Kỹ thuật điện tử 
P. H. Minh, , P. T. Thương, “Giải pháp tạo búp sóng tùy biến  thủy âm МГК-400ЭМ.” 234 
Với hình 9 có thể áp dụng các loại thuật toán tạo búp sóng thông thường hoặc 
thích nghi khác nhau sao cho phù hợp nhất với điều kiện thu thực tế. 
3.2. Triệt giảm tạp ồn của tín hiệu 
Mô phỏng tạo búp sóng thông thường (Delay and Time) và tạo búp sóng thích 
nghi Frost [6] cho mảng thường và mảng tùy biến. Tín hiệu sử dụng để mô phỏng 
là tín hiệu phát ra từ mục tiêu dưới nước có độ dài 10s: Một là tiếng Ping của tàu 
ngầm S1 có góc đến [-30
o
, 0
o
] (hình 10a, hình 10b), hai là tiếng động cơ diezen tàu 
mặt nước S2 có góc đến [-10
o
, 10
o
] (hình 10c, hình 10d) và ba là âm thanh của cá 
voi S3 có góc đến [20
o
, 0
o
] (hình 10e, hình 10f). 
Hình 10. Một số tín hiệu âm thanh dưới nước sử dụng để mô phỏng. 
Hình 11. Mảng thường ULA và mảng tùy biến. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 235 
Mảng thường ULA gồm 12 phần tử cách đều nhau 0.1875m (hình 11a), thiết lập 
mảng trụ cong tùy biến cấu trúc bởi mảng 6x8 phần tử bố trí cách đều nhau là 
0.175m, mảng được kích hoạt theo cấu trúc 3x4 và 4x3 kiểu hình vuông cách đều 
(Rectagular) (hình 11b), và kích hoạt theo 3x4 và 4x3 kiểu hình tam giác 
(Triangular) (hình 11c), kích hoạt mảng theo cấu hình 2x6 và 6x2 cũng với 12 
phần tử cảm biến, và còn có thể mô phỏng theo nhiều cấu hình khác nhau. 
Tiến hành mô phỏng tạo búp sóng thường (Delay and Time) và thích nghi Frost 
có 20 băng lọc với mảng thường và mảng trụ cong tùy biến có 12 phần tử cảm biến 
với các góc đến của tín hiệu khác nhau. 
Tín hiệu thu được tại các cảm biến là vô hướng và cơ bản giống nhau, có mức 
độ tạp ồn lớn (hình 12), sử dụng kỹ thuật tạo búp sóng thông thường delay-time 
cho mảng thường và quay búp sóng đến hướng tín hiệu thứ nhất; lúc này tín hiệu 
đã cải thiện tạp ồn nhưng tín hiệu thứ hai vẫn xuất hiện rõ ràng (hình 13). 
Hình 12. Tín hiệu hỗn hợp thu tại cảm biến bất kỳ. 
Hình 13. Tín hiệu tạo búp sóng Delay and Time mảng ULA góc S1 [-30
o
, 0
o
]. 
Kỹ thuật điện tử 
P. H. Minh, , P. T. Thương, “Giải pháp tạo búp sóng tùy biến  thủy âm МГК-400ЭМ.” 236 
Hình 14. Tín hiệu tạo búp sóng Delay and Time mảng tùy biến góc S1 [-30
o
, 0
o
]. 
Hình 15. Tín hiệu khi tạo búp sóng thích nghi Frost mảng ULA góc S1 [-30
o
, 0
o
]. 
Hình 16. Tín hiệu tạo búp sóng thích nghi Frost mảng tùy biến góc S1 [-30
o
, 0
o
]. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 237 
Tạo búp sóng mảng tùy biến với cấu hình 4x3 kiểu tam giác triangular (hình 
11c) với góc quay búp sóng chính theo hướng tín hiệu S1 được hình 14. Từ đây, có 
thể thấy tín hiệu có cải thiện hơn với mảng thường ULA (hình 13). Để đạt được 
hiệu suất tốt hơn, mô phỏng với tạo búp sóng thích nghi Frost, thiết lập thuật toán 
Frost với bộ lọc kích thước 20 băng lọc, mô phỏng tương tự như vậy với mảng 
thường và mảng tùy biến: 
Hình 15 cho thấy tín hiệu đã được cải thiện đáng kể về tạp ồn và không thấy 
xuất hiện tín hiệu thứ 2. Như vậy, có thể thấy thuật toán thích nghi Frost cải thiện 
đáng kể chất lượng với thuật toán tạo búp sóng thông thường. Tuy nhiên, với số 
lượng cảm biến là không đổi, chất lượng tín hiệu còn có thể tốt hơn nữa khi ứng 
dụng với mảng tùy biến 4x3 triangular (hình 16), mô phỏng cho thấy rõ hiệu quả 
của giải pháp tạo búp sóng mảng tùy biến đã làm giảm tạp ồn đến từ những hướng 
không quan tâm. 
3.3. Nâng cao độ lợi tín hiệu với mảng tùy biến 
Để thấy rõ sự cải thiện về chất lượng, tính độ lợi của mảng (Array Gain) theo 
công thức sau [5]: 
 (8) 
Hoặc 
 (9) 
Mô phỏng tạo búp sóng thường và thích nghi Frost, tính độ lợi mảng theo (8) 
với các kiểu mảng thường và mảng tùy biến theo các góc quay búp sóng khác nhau 
ta được (bảng 2, bảng 3). 
Bảng 2. Độ lợi của mảng thường ULA theo 3 góc tới của tín hiệu. 
STT Mảng thường 
Tạo búp sóng Delay and 
Time 
Tạo búp sóng Frost 
Góc 
quay 
S1[-30,0] 
Góc 
quay 
S2[-
10,10] 
Góc 
quay 
S3[20,0] 
Góc quay 
S1[-30,0] 
Góc 
quay 
S2[-
10,10] 
Góc 
quay 
S3[20,0] 
1 
Mảng thường 12 
phần tử ULA 
0.8645 0.2235 0.4764 10.9068 1.6913 3.6562 
Kết quả bảng 2 cho thấy độ lợi khi tạo búp sóng với mảng thường (ULA) theo 
các góc hướng khác nhau, trên thực tế mảng có thể quét theo các góc hướng bất kỳ, 
bài báo chỉ mô phỏng một số góc hướng điển hình để tìm giải pháp có lợi lớn nhất. 
Bảng 3 là tạo búp sóng với mảng tùy biến được kích hoạt theo các cấu trúc khác 
nhau, kết quả mô phỏng cho thấy độ lợi của anten 1H tùy biến có cải thiện hơn, tuy 
nhiên, nhược điểm của giải pháp đó là mất nhiều thời gian để tính toán tối ưu cấu 
trúc hình học để đưa ra cấu trúc tốt nhất và không phải tất cả các hướng của mảng 
phẳng tùy biến đều có độ lợi lớn hơn so với mảng thường, điều này cũng phù hợp 
với thực tế. 
Kỹ thuật điện tử 
P. H. Minh, , P. T. Thương, “Giải pháp tạo búp sóng tùy biến  thủy âm МГК-400ЭМ.” 238 
Bảng 3. Độ lợi của mảng anten 1H tùy biến theo 3 góc tới của tín hiệu. 
STT 
Mảng anten 1H 
tùy biến theo 
một số cấu trúc 
hình học khác 
nhau 
Tạo búp sóng Delay and 
Time 
Tạo búp sóng Frost 
Góc 
quay 
S1[-
30,0] 
Góc 
quay 
S2[-
10,10] 
Góc quay 
S3[20,0] 
Góc quay 
S1[-30,0] 
Góc 
quay 
S2[-
10,10] 
Góc 
quay 
S3[20,0] 
1 
Mảng tùy biến 
3x4 kiểu 
Rectagular 
2.1456 0.4610 0.5727 11.5240 1.6544 3.6667 
2 
Mảng tùy biến 
4x3 kiểu 
Rectagular 
1.3982 0.3187 0.6418 11.7307 1.6818 3.6482 
3 
Mảng tùy biến 
2x6 kiểu 
Triangular 
4.1100 0.6899 1.01621 11.7816 1.6808 3.6731 
4 
Mảng tùy biến 
6x2 kiểu 
Triangular 
1.0032 0.2318 0.7527 11.8109 1.6709 3.6541 
5 
Mảng tùy biến 
3x4 kiểu 
Triangular 
2.2093 0.4603 0.6143 11.6094 1.6602 3.6669 
6 
Mảng tùy biến 
4x3 kiểu 
Triangular 
1.3950 0.3459 0.6981 11.8155 1.6806 3.6538 
4. KẾT LUẬN 
Bài báo đã đưa ra cơ sở tính toán và mô hình toán học cho cấu trúc mảng trụ 
tròn tùy biến, đề xuất giải pháp tùy biến cấu trúc hình học mảng kết hợp điều khiển 
búp sóng thường và thích nghi cho anten 1H, chỉ ra được hiệu quả hơn so với kết 
quả trước đây, giải pháp được mô phỏng theo nhiều kịch bản khác nhau nhằm tìm 
đến một kết quả tốt nhất. 
Với mô hình mảng anten 1H tùy biến như vậy có thể áp dụng với các loại 
thuật toán và phương pháp tạo búp sóng thích nghi khác nhau như Griffiths, 
LCMV và MVDR. 
Tạo búp sóng tùy biến với các cấu trúc mảng khác nhau trên cơ sở anten 1H kết 
hợp với điều khiển búp sóng chính quét theo các hướng mong muốn sẽ xác định 
được tia âm trực tiếp đến từ mục tiêu, các búp sóng phụ và búp không sẽ hướng 
vào những góc có tia âm phản xạ lớn. Việc phát hiện và định vị mục tiêu trở nên 
tin cậy hơn khi kết hợp phương pháp hiện đại và phương pháp kinh điển, hạn chế 
của giải pháp là việc tính toán tùy biến cấu trúc mảng và điều khiển búp sóng để 
tìm độ lợi lớn nhất sẽ làm mất nhiều thời gian tính toán, như vậy, đối với những 
ứng dụng thời gian thực cần tốc độ cao sẽ bất lợi. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 239 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Phan Hồng Minh, Phan Trọng Hanh, Vũ Văn Binh, Nguyễn Công Đại, “Một 
giải pháp cấu hình mạng cảm biến thủy âm hai chiều trên cơ sở tạo búp sóng 
tùy biến”, Tạp chí KH&CN quân sự, số 54, 04-2018. 
[2]. Cục Kỹ thuật Hải quân, “Hướng dẫn sử dụng tổ hợp sonar MGK-400EM, 
Phần 1 Thuyết minh hoạt động ”, 2012. 
[3]. 
sistemy/mgk-400/#, “Catalog MGK-400EM tổ hợp thủy âm hiện đại cho tàu 
ngầm”, 2020. 
[4]. Yong Chen, Fang Wang, Jianwei Wan, Gang Li, “Convex Optimization Based 
Robust Adaptive Beamforming for Underwater Sensor Array”. Signal 
Processing (ICSP), 2016 IEEE 13th International Conference. 
[5]. Harry L. Van Trees, “Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part IV 
- Optimum Array Processing”, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2002. 
[6]. FROST, O. L. “An algorithm for linearly constrained adaptive array 
processing”. In Proceedings of IEEE, 1972, vol. 60, no. 8, p.926-934. 
[7]. GRIFFITHS, L. J., JIM, C. W. “An alternative approach to linearly 
constrained adaptive beamforming”, IEEE Transactions on Anntenas and 
Propagation, 1982, vol. AP-30, p. 27-34. 
ABSTRACT 
A SOLUTION TO CUSTOMIZE BEAMFORMING 3D CYLINDER 
HYDROPHONE ARRAYS BASED ON 1H ANTENNAS 
IN THE МГК-400ЭМ SONAR SYSTEM 
The paper proposes a new beamforming solution on cylindrical 
hydrophone array sensors, the model 1H antennas in the МГК-400ЭМ sonar 
system, based on creating a customized combined with the adaptive 
beamforming such as Frost, Griffiths or MVDR to improve the reception 
signal quality. The activation of hydrophones in the sensor array will create 
arrays of different geometric structures, rotate the beams in the desired 
direction, create many sub-arrays with the receiver waves having high 
flexibility and reality filter signal space to improve the quality of detection 
target underwater location. 
Keywords: Underwater sensor arrays; Beamformming; Frost; Griffiths; MVDR; МГК-400ЭМ. 
Nhận bài ngày 18 tháng 02 năm 2020 
Hoàn thiện ngày 23 tháng 8 năm 2020 
Chấp nhận đăng ngày 28 tháng 8 năm 2020 
Địa chỉ: Viện Điện Tử - Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. 
*Email: phanhongminh1979@gmail.com.