Оцените максимальную область значений, ОСШ, потери передачи и уровень источника гидроакустической системы
Приложение Sonar Equation Calculator решает базовое гидроакустическое уравнение для моностатических гидроакустических систем. Гидроакустическое уравнение относится к потерям передачи (или целевой области значений), уровню источника, направленности, уровню шума, силе цели и ОСШ сигнала. Можно решить для одной из этих величин с точки зрения других. Используя это приложение, вы можете:
Вычислите полученное значение ОСШ от потерь передачи (или, эквивалентно, целевая область значений), уровня источника и уровня шума.
Решение для потерь передачи от гидроакустического уровня гидроакустика, заданное полученное ОСШ и направленность массива.
Решение для целевой области значений от уровня гидроакустического источника гидроакустика, заданного полученного ОСШ и направленности массива.
Вычислите требуемый исходный уровень из целевой области значений, исходного уровня и полученного ОСШ.
MATLAB® Панель инструментов: На вкладке Apps, в разделе Signal Processing and Communications, нажмите значок приложения.
Командная строка MATLAB: Введите sonarEquationCalculator.
Вычислите максимальную область значений обнаружения активного моностатического гидролокатора, предназначенного для достижения ОСШ не менее 10 дБ. Рабочая частота составляет 5 кГц, а уровень источника 180 дБ. Примите, что уровень шума составляет 73 дБ, направленность приемника - 20 дБ, а целевая сила - 10 дБ.
Установите Calculation значение Target Range.
Установите Mode значение Active.
Установите Noise Level значение 73 dB//1μPa.
Установите Directivity index приемника равным 20 дБ.
Установите Target Strength значение 10 дБ.
Установите Frequency значение 5 кГц.
Установите Depth канала в 100 м.
Установите Source Level значение 180 dB//1μPa.
Установите требуемые SNR равными 10 дБ.
Максимальная область значений - 14,61 км.
Используйте несколько импульсов, чтобы уменьшить уровень источника при сохранении той же максимальной целевой области значений.
Начните с значений, установленных в примере Maximum Detection Range of Active Sonar.
Щелкните стрелы справа от метки SNR, чтобы получить доступ к опциям Detection Specifications for SNR.
Установите Probability of Detection значение 0.95.
Установите Probability of False Alarm значение 1e-6.
Установите Number of Pulses значение 10.
Уменьшите Source Level до 175.
Установите Swerling Case Number равным 0 принимая неколеблющуюся цель.
Максимальная область значений обнаружения составляет 14,81 км, примерно столько же, сколько и в предыдущем примере, но уровень источника уменьшается на 5 дБ.
Вычислите исходный уровень для активного моностатического гидролокатора с полученным ОСШ 15 дБ. Целевая область значений составляет 5 км, а целевая прочность - 25 дБ. Предположим, что 5-kHz гидроакустическая частота.
Установите Calculation значение Source Level.
Установите Mode значение Active.
Установите Noise Level значение 75.
Установите Directivity index приемника равным 20 дБ.
Установите Target Strength значение 25.
Щелкните стрелы справа от метки Transmission Loss, чтобы получить доступ к опциям Calculation of Transmission Loss.
Установите Range равным 10.0 км.
Установите Frequency равным 5 кГц.
Установите Depth равным 200 м.
Установите SNR значение 15 дБ.
Необходимый уровень источника - 171,6 dB//1 мкПа.
Вычислите полученный ОСШ для пассивного гидролокатора с уровнем источника 140 дб//1 мкПа для источника в 10,0 км. Предположим, что 3-kHz гидроакустическая частота.
Установите Calculation значение SNR.
Установите Mode значение Passive.
Установите Noise Level значение 75.
Установите Directivity index приемника равным 20 дБ.
Щелкните стрелы справа от метки Transmission Loss, чтобы получить доступ к опциям Calculation of Transmission Loss.
Установите Range значение 10.0 км.
Установите Frequency значение 3 кГц.
Установите Depth значение 200 м.
Установите Source Level значение 140 dB//1 мкПа.
Полученный ОСШ составляет 23,16 дБ.
Вычислите потери передачи для активного гидролокатора, которые приводят к ОСШ 15 дБ. Исходный уровень - 215 dB//1 мкПа. Предположим, что уровень шума составляет 75 dB//1 мкПа, направленность приемника - 20 дБ, а целевая сила - 10 дБ.
Установите Calculation значение Transmission Loss.
Установите Mode значение Active.
Установите Noise Level значение 75 дБ.
Установите Directivity index приемника равным 20 дБ.
Установите Target Strength значение 25 дБ.
Установите Source Level значение 215 дБ.
Установите требуемые SNR равными 15 дБ.
Потеря передачи составляет 85 дБ.
Calculation - Выберите тип расчетаTarget Range (по умолчанию) | Transmission Loss | Source Level | SNRВыберите тип вычисления:
Target Range - решение для максимальной целевой области значений на основе исходного уровня гидролокатора и необходимого полученного ОСШ.
Transmission Loss - вычисляет необходимую степень передачи из известной целевой области значений и необходимого принимаемого ОСШ.
Source Level - вычисляет исходный уровень из области значений или потерь при передаче и полученного ОСШ.
SNR - вычисляет принятое значение ОСШ на основе известной области значений и степени передачи.
Mode - Тип гидролокатораActive (по умолчанию) | PassiveЗадайте, работает ли гидролокатор в активном или пассивном режиме. Активный режим означает, что сигнал передается от источника, отражается от цели и возвращается к приемнику, который соединяется с источником. Активный режим требует спецификации прочности цели отражателя. Пассивный режим означает, что сигнал передается от источника к приемнику по прямому пути.
Noise Level - Уровень шума70 (по умолчанию) | скаляромУровень шума в гидроакустическом приемнике, заданный как скаляр. Модули dB//1μP.
Directivity Index - Индекс направленности приёмного массива или элемента20 (по умолчанию) | скаляромИндекс направленности приёмного массива или элемента, заданный как скаляр. Модулями являются дБ.
Target Strength - Целевая прочность отражателя25 (по умолчанию) | скаляромЦелевая сила отражателя, заданная как скаляр. Модули dB//1m2.
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Mode равным Active.
Frequency - Частота звука2 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЧастота звука, заданная как положительная скалярная величина. Модули по умолчанию указаны в кГц. Можно также выбрать Hz, kHz, или MHz.
Depth - Глубина водяного канала10000 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаГлубина водяного канала. Модулями по умолчанию являются метры. Можно выбрать модули в m, km, mi, или nmi.
Source Level - Уровень источника гидроакустического передатчика220 (по умолчанию) | скаляромИсходный уровень гидроакустического передатчика, заданный как скаляр. Модули dB//1 мкП.
SNR - Выход сигнала к шуму в приемнике10 (по умолчанию)Задайте значение ОСШ или вычислите значение ОСШ с помощью опций Detection Specifications for SNR. Можно вычислить ОСШ, требуемый для достижения конкретной вероятности обнаружения и вероятности ложного предупреждения, используя уравнение Шнидмана. Чтобы вычислить значение ОСШ:
Щелкните стрелы справа от метки SNR, чтобы получить доступ к опциям Detection Specifications for SNR.
Введите значения для Probability of Detection, Probability of False Alarm, Number of Pulses и Swerling Case Number.
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Target Range, Transmission Loss, или Source Level.
Probability of Detection - Вероятность обнаружения, используемая для оценки ОСШ0.81029 (по умолчанию)Задайте вероятность обнаружения, используемую для оценки ОСШ с помощью уравнения Шнидмана.
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Target Range, Transmission Loss, или Source Level, и выберите опции Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Probability of False Alarm - Вероятность ложного предупреждения, используемая для оценки ОСШ0.001 (по умолчанию)Задайте вероятность ложного предупреждения, используемую для оценки ОСШ с помощью уравнения Шнидмана.
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Target Range, Transmission Loss, или Source Level, и доступ к опциям Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Number of Pulses - Количество импульсов, используемых для оценки ОСШ1 (по умолчанию)Задайте количество импульсов. Можно задать несколько импульсов для некогерентного интегрирования в уравнении Шнидмана.
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Target Range, Transmission Loss, или Source Level, и выберите опции Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Swerling Case Number - Используемое число случаев сверлинга, оценочное ОСШ0 (по умолчанию) | 1 | 2 | 3 | 4Задайте число случаев Swerling, используемое для оценки ОСШ с помощью уравнения Шнидмана. Числа Сверлинга характеризуют задачу обнаружения для колеблющихся импульсов в терминах:
декорреляционная модель для полученных импульсов.
распределение рассеивателей, влияющих на функцию плотности вероятностей (pdf) целевого радарного сечения (RCS).
Случаи Swerling включают две модели декореляции (сканирование-сканирование или импульс-к-импульсу) и две PDFS радиолокационного сечения (основанные на наличии или отсутствии доминирующего рассеивателя):
0 - Неколеблющиеся импульсы.
1 - Декорреляция сканирования: Несколько случайным образом распределенных рассеивателей без доминирующего рассеивателя, описанного PDF Релея/экспоненциального.
2 - Декорреляция от импульса к импульсу: Несколько случайным образом распределенных рассеивателей без доминирующего рассеивателя, описанного PDF Релея/экспоненциального.
3 - Декорреляция сканирования: Несколько рассеивателей с одним доминирующим рассеивателем, описанным хи-квадратным PDF с 4 степенями свободы.
4 - Импульсно-импульсная декорреляция: Несколько рассеивателей с одним доминирующим рассеивателем, описанным хи-квадратным PDF с 4 степенями свободы.
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Target Range, Transmission Loss, или Source Level, и выберите опции Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Transmission Loss - Потеря передачи в канале78.0614 (по умолчанию) | скаляромПотери передачи в канале, заданные как скаляр. Модулями являются дБ. Для пассивного гидроакустического моделирования задайте одностороннюю потерю передачи. Для активного гидроакустического моделирования задайте двухсторонние потери передачи. Можно задать значение потерь при передаче или вычислить потери при передаче с помощью опций Calculation of Transmission Loss.
Для вычисления потерь при передаче:
Щелкните стрелы справа от метки Transmission Loss, чтобы получить доступ к Calculation of Transmission Loss меню.
Введите значения для Target Range, Frequency и Depth.
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Source Level или SNR.
Target Range - Целевая область значений10000 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЦелевая область значений, заданный как положительная скалярная величина. Когда Mode Passiveцелевая область значений от источника до приемника. Когда Mode Activeцелевая область значений от источника до отражающей цели. Модули по умолчанию указаны в метрах. Можно также выбрать km, mi, или nmi.
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Calculation равным Source Level или SNR и щелкните стреле рядом с Calculation of Transmission Loss.
Frequency - Частота сигнала2 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЧастота сигнала, заданная как положительная скалярная величина. Модули по умолчанию указаны в кГц. Можно также выбрать Hz, kHz, и MHz.
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Source Level или SNR и щелкните стреле рядом с Calculation of Transmission Loss.
Depth - Глубина канала10000 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаГлубина канала, заданная как положительная скалярная величина. Модули по умолчанию указаны в метрах. Можно также выбрать km, mi, и nmi.
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Calculation равным Source Level или SNR и щелкните стреле рядом с Calculation of Transmission Loss.