Обратное рассеяние целевого гидроакустического сигнала
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:
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.
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.
target = phased.BackscatterSonarTargettarget.
target = phased.BackscatterSonarTarget(Name,Value)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).
| сброс | Сброс состояний системного объекта |
| шаг | Обратный входной гидроакустический сигнал |
| Общий для всех системных объектов | |
|---|---|
release | Разрешить изменение значения свойства системного объекта |
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)')
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
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
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)')
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
[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.
phased.BackscatterRadarTarget | phased.IsoSpeedUnderwaterPaths | phased.RadarTarget | phased.WidebandBackscatterRadarTarget | backscatterBicyclist (Radar Toolbox) | backscatterPedestrian (Radar Toolbox)