水下目标回波分析.doc

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1、实验4水下目标回波分析姓名：逯仁杰班级：20120001（12级陈赓1班）学号：20120111122015年5月1日1.实验目的通过本实验的学习，使学生加深对声纳信号处理的基本过程的了解，知道基本的信号处理方法，为今后声纳信号处理的工作和学习建立概念、奠定坚实的基础。2.基本原理CW信号，是一个持续一定时间的余弦函数。它在时域上波形就是余弦函数形式。频域上是一个余弦函数的频谱和矩形窗函数频谱进行卷积的形式。余弦函数频谱是一个冲击函数，而矩形窗的频谱是一个的形式。由自相关理论知道，CW信号的自相关函数在0点有最大值。而且

2、随着两信号时间差的增大而减小。通过对信号的FFT变换，来分析接收到的信号的频率特性。通过对信号进行相关处理，来分析信号的时延时间。3.实验内容(1)观测时间长度对频率估计性能影响。(2)信噪比对频率估计性能影响。(3)对输出波束中的信号部分做谱分析。(4)估计接收到信号的频率特征。(5)对信号的时延进行估计。(6)对时延估计信号的影响因素进行分析。4.实验结果及分析clccloseallclearallN=1;ms=input('请输入观测时间（毫秒）:');ns=ms*1000;f=30e3;c=1500;k=c/f;

3、theta=0*pi/180;d=0.095;fs=500e3;mk=2*(fix(d*sin(90*pi/180)*fs/c))+1;mk0=(mk+1)/2;nmax=(N-1)*(mk0-1)+1;snr=input('请输入信噪比(dB):');Am=sqrt(2*10^(snr/10));fork=1:8000ss(k)=Am*cos(2*pi*f*k/fs);endfori=1:Nn=1:ns-nmax;tao=round(d*sin(theta)/c*fs);sig(i,:)=ss(n+tao*(i-1))

4、+randn(1,ns-nmax);x1(:,i)=(sig(i,:)).';endt1=((0:length(x1)-1)./fs);subplot(2,1,1)plot(t1,x1);set(gca,'FontSize',20);title('CW加噪信号');xlabel('time/s')ylabel('Amplitude/V')grid;fftsig=fftshift(fft(x1,fs));f=-fs/2:fs/2-1;subplot(2,1,2)plot(f,abs(fftsig))set(gca,'Fon

5、tSize',20);xlim([-5e45e4])xlabel('frequency/Hz')ylabel('Amplitude')gridon一、观测时间3ms，信噪比为0dB时。二、观测时间6ms，信噪比为0dB时。由以上两组图像分析可知，当增加观测时间时，频谱的幅度值有所增加，故分析频率值会更加清晰，误差也会降低。二、观测时间3ms，信噪比为10dB时。在相同观测时间时，增加信噪比发现信号的可分辨能力又增加了，也就是信号频率的可分辨能力又有所增强。因此分析可知：增加信号的信噪比及增加信号的观测时间均可以增加信号的

6、频率分辨能力。clc;closeall;clearall;N=input('请输入阵元数：');SNR=input('请输入信噪比(dB):');f0=15e3;Tw=input('请输入脉冲宽度(s):');Bw=10e3;fs=400e3;band=[f0-Bw/2f0+Bw/2];t=0:1/fs:(Tw-1/fs);Wn=2*[10002000]/fs;bb=fir1(128,Wn,'bandpass');sigref=0.6.*chirp(t,band(1),t(end),band(end));noise=no

7、rmrnd(0,1,1,length(sigref));noise=filter(bb,1,noise);noise=noise/std(noise);noise=noise/10^(SNR/20);sigref=sigref+noise;%sigref=sigref+normrnd(0,1,1,length(sigref));%sigref=filter(bb,1,sigref);sig1=[zeros(1,1000)sigrefzeros(1,2000)];sig2=[zeros(1,2000)sigrefzeros

8、(1,1000)];t1=((0:length(sig1)-1)./fs);t2=((0:length(sig2)-1)./fs);figuresubplot(211)plot(t1,sig1)set(gca,'FontSize',20);title('时延信号1');xlabel('time/s')gridonsu