phased.BackscatterSonarTarget

Обратное рассеяние целевого гидроакустического сигнала

развернуть все на странице

Описание

The phased.BackscatterSonarTarget Система object™ моделирует backscattering сигнала от подводной или надводной цели. Обратное рассеяние является частным случаем гидроакустического рассеяния цели, когда падающие и отраженные углы одинаковы. Этот тип рассеяния применяется к моностатическим гидроакустическим строениям. Сила гидроакустической цели (TS) определяет ответ обратного рассеяния цели на входящий сигнал. Этот объект позволяет вам задать зависимую от угла гидроакустическую модель прочности цели, которая охватывает область значений падающих углов.

Объект позволяет вам задать целевую прочность как массив значений в дискретных точках азимута и повышения. Объект интерполирует значения углов падения между точками массива.

Можно использовать одну из четырех моделей Swerling, чтобы сгенерировать случайные колебания целевой прочности. Выберите модель флуктуации с помощью Model свойство. Затем используйте SeedSource и Seed свойства для управления колебаниями.

Чтобы смоделировать обратный отраженный гидроакустический сигнал:

  1. Определите и настройте гидроакустическую цель. Можно задать phased.BackscatterSonarTarget Свойства системного объекта во время конструкции или оставьте их равными значениям по умолчанию. См. «Конструкция». Некоторые свойства, заданные во время конструкции, могут быть изменены позже. Эти свойства настраиваются.

  2. Чтобы вычислить отраженный сигнал, вызовите step метод phased.BackscatterSonarTarget. Выход метода зависит от свойств phased.BackscatterSonarTarget Системный объект. Изменять настраиваемые свойства можно в любой момент.

Примечание

Вместо использования step метод для выполнения операции, заданной системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Для примера, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

Конструкция

target = phased.BackscatterSonarTarget создает гидролокатор обратного рассеяния целевой системный объект, target.

target = phased.BackscatterSonarTarget(Name,Value) создает гидролокатор обратного рассеяния целевой системный объект, target, с каждым заданным свойством Name установить на заданную Value. Можно задать дополнительные аргументы в виде пар имен и значений в любом порядке как (Name1,Value1..., NameN,ValueN).

Свойства

расширить все

Азимутальные углы целевой прочности, заданные как действительный вектор-строка 1 P байт или вектор-на-1 P. Эти углы определяют координаты азимута каждого столбца матрицы, заданные как TSPattern свойство. P должно быть больше двух. Угловые модули находятся в степенях.

Пример: [-45:0.1:45]

Типы данных: double

Целевые углы возвышения прочности, заданные как действительный вектор-строка 1 Q Q или вектор-столбец. Эти углы определяют координаты повышения каждой строки матрицы, заданные как TSPattern свойство. Q должно быть больше двух. Угловые модули находятся в степенях.

Пример: [-30:0.1:30]

Типы данных: double

Шаблон гидроакустической силы (TS), заданный как матрица Q -by- P или Q -by- P -by- M массив. Q - длина вектора в ElevationAngles свойство. P - длина вектора в AzimuthAngles свойство. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step способ. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от одной цели. Модули шаблона являются дБ.

Можно также задать шаблон как функцию только азимута для одного повышения. В этом случае задайте шаблон как вектор 1-бай- P или M матрица -by- P. Каждая строка является отдельным шаблоном.

Пример: [1,2;3,4]

Типы данных: double

Целевая модель флуктуации, заданная как 'Nonfluctuating', 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если вы устанавливаете это свойство на значение, отличное от 'Nonfluctuating', используйте update входной параметр при вызове step способ.

Пример: 'Swerling3'

Типы данных: char

Начальный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации TS, заданный как 'Auto' или 'Property'. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Auto'Системный объект генерирует случайные числа с помощью MATLAB по умолчанию® генератор случайных чисел. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Property', вы задаете seed генератора случайных чисел используя Seed свойство. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете Model свойство к 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Когда вы используете этот объект с программным обеспечением Parallel Computing Toolbox™, вы устанавливаете это свойство на 'Auto'.

Пример: 'Property'

Типы данных: char

Seed генератора случайных чисел, заданное как неотрицательное целое число менее 232.

Пример: 32301

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите SeedSource свойство к 'Property'.

Типы данных: double

Методы

сбросСброс состояний системного объекта
шагОбратный входной гидроакустический сигнал
Общий для всех системных объектов
release

Разрешить изменение значения свойства системного объекта

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

Вычислите отраженный гидроакустический сигнал от неколеблющейся целевой точки с пиковой силой цели (TS) 10,0 дб. В иллюстративных целях используйте упрощенное выражение для шаблона TS цели. Реальные шаблоны TS сложнее. Шаблон TS охватывает область значений углов от 10 ° до 30 ° по азимуту и от 5 ° до 15 ° по повышению. Пики ТС достигают 20 ° азимута и 10 ° повышения. Предположим, что рабочая гидроакустическая частота составляет 10 кГц и что сигнал является синусоидой на 9500 кГц.

Создайте и постройте график шаблона TS.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:35.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
tspattern = 10.0*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
tspatterndb = 10*log10(tspattern);
imagesc(azpatangs,elpatangs,tspatterndb)
colorbar
axis image
axis tight
title('TS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')

Figure contains an axes. The axes with title TS contains an object of type image.

Сгенерируйте и постройте график 50 выборок гидроакустического сигнала.

freq = 9.5e3;
fs = 100*freq;
nsamp = 500;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
sig = sin(2*pi*freq*t);
plot(t*1e6,sig)
xlabel('Time (\mu seconds)')
ylabel('Signal Amplitude')
grid

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line.

Создайте phased.BackscatterSonarTarget Системные object™.

target = phased.BackscatterSonarTarget('Model','Nonfluctuating', ...
    'AzimuthAngles',azpatangs,'ElevationAngles',elpatangs, ...
    'TSPattern',tspattern);

Для последовательности различных падающих углов азимута (при постоянном угле возвышения) постройте график максимальной амплитуды рассеянного сигнала.

az0 = 13.0;
el = 10.0;
naz = 20;
az = az0 + [0:1:20];
naz = length(az);
ss = zeros(1,naz);
for k = 1:naz
    y = target(sig,[az(k);el]);
    ss(k) = max(abs(y));
end
plot(az,ss,'o')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Backscattered Signal Amplitude')
grid

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line.

Открыть Live Script

Вычислите отраженный гидроакустический сигнал от Swerling2 целевой точки с пиковой силой (TS) 10,0 дб. В иллюстративных целях используйте упрощенное выражение для шаблона TS цели. Реальные шаблоны TS сложнее. Шаблон TS охватывает область значений углов от 10 ° до 30 ° по азимуту и от 5 ° ro 15 ° по повышению. Пики ТС достигают 20 ° азимута и 10 ° повышения. Предположим, что рабочая гидроакустическая частота составляет 10 кГц и что сигнал является синусоидой на 9500 кГц.

Создайте и постройте график шаблона TS.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:35.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
tspattern = 10.0*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
tspatterndb = 10*log10(tspattern);
imagesc(azpatangs,elpatangs,tspatterndb)
colorbar
axis image
axis tight
title('TS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')

Figure contains an axes. The axes with title TS contains an object of type image.

Сгенерируйте гидроакустический сигнал.

freq = 9.5e3;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
sig = sin(2*pi*freq*t);

Создайте phased.BackscatterSonarTarget Системные object™.

target = phased.BackscatterSonarTarget('Model','Nonfluctuating',...
    'AzimuthAngles',azpatangs,'ElevationAngles',elpatangs,...
    'TSPattern',tspattern,'Model','Swerling2');

Вычислите и постройте график амплитуды колеблющегося сигнала для 20 временных шагов.

az = 20.0;
el = 10.0;
nsteps = 20;
ss = zeros(1,nsteps);
for k = 1:nsteps
    y = target(sig,[az;el],true);
    ss(k) = max(abs(y));
end
plot([0:(nsteps-1)]*1000/fs,ss,'o')
xlabel('Time (msec)')
ylabel('Backscattered Signal Amplitude')
grid

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line.

Подробнее о

расширить все

Ссылки

[1] Урик, Р. Дж. Принципы подводного звука, 3-е издание. New York: Peninsula Publishing, 1996.

[2] Sherman, C.S. and J.Butler Transducers and Arrays for Underwater Sound. Нью-Йорк: Спрингер, 2007.

Расширенные возможности

.

См. также

Объекты

Темы

Введенный в R2017a

Документация по Phased Array System Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте