Sonar Equation Calculator
Оцените максимальную область значений, ОСШ, потери передачи и уровень источника гидроакустической системы
Описание
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.
Откройте приложение Sonar Equation Calculator
MATLAB® Панель инструментов: На вкладке Apps, в разделе Signal Processing and Communications, нажмите значок приложения.
Командная строка MATLAB: Введите
sonarEquationCalculator.
Примеры
Максимальная область значений обнаружения активного гидролокатора
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
73dB//1μPa.Установите Directivity index приемника равным
20дБ.Установите Target Strength значение
10дБ.Установите Frequency значение
5кГц.Установите Depth канала в
100м.Установите Source Level значение
180dB//1μPa.Установите требуемые SNR равными
10дБ.
Максимальная область значений - 14,61 км.
Максимальная область значений обнаружения для нескольких импульсов
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
0принимая 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.
Необходимый уровень источника для моностатического гидролокатора
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
20дБ.Установите Target Strength значение
25.Щелкните стрелы справа от метки Transmission Loss, чтобы получить доступ к опциям Calculation of Transmission Loss.
Установите Range равным
10.0км.Установите Frequency равным
5кГц.Установите Depth равным
200м.Установите SNR значение
15дБ.
Необходимый уровень источника - 171,6 dB//1 мкПа.
Получено ОСШ для моностатического гидроакустического двигателя
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
20дБ.Щелкните стрелы справа от метки Transmission Loss, чтобы получить доступ к опциям Calculation of Transmission Loss.
Установите Range значение
10.0км.Установите Frequency значение
3кГц.Установите Depth значение
200м.Установите Source Level значение
140dB//1 мкПа.
Полученный ОСШ составляет 23,16 дБ.
Потеря коробки передач моностатического активного гидроакустического двигателя
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
75дБ.Установите Directivity index приемника равным
20дБ.Установите Target Strength значение
25дБ.Установите Source Level значение
215дБ.Установите требуемые SNR равными
15дБ.
Потеря передачи составляет 85 дБ.
Параметры
Calculation - Выберите тип расчета
Target Range (по умолчанию) | Transmission Loss | Source Level | SNR
Выберите 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 гидролокатора
Active (по умолчанию) | Passive
Задайте, 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 шума
70 (по умолчанию) | скаляром
Уровень шума в гидроакустическом приемнике, заданный как скаляр. Модули dB//1μP.
Directivity Index - Индекс направленности приёмного массива или элемента
20 (по умолчанию) | скаляром
Индекс направленности приёмного массива или элемента, заданный как скаляр. Модулями являются дБ.
Target Strength - Целевая прочность отражателя
25 (по умолчанию) | скаляром
Целевая сила отражателя, заданная как скаляр. Модули dB//1m2.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Mode равным Active.
Frequency - Частота звука
2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Частота звука, заданная как положительная скалярная величина. Модули по умолчанию указаны в кГц. Можно также выбрать Hz, kHz, или MHz.
Depth - Глубина водяного канала
10000 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Глубина водяного канала. Модулями по умолчанию являются метры. Можно выбрать модули в m, km, mi, или nmi.
Source Level - Уровень источника гидроакустического передатчика
220 (по умолчанию) | скаляром
Исходный уровень гидроакустического передатчика, заданный как скаляр. Модули dB//1 мкП.
SNR - Выход сигнала к шуму в приемнике
10 (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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Target Range, Transmission Loss, или Source Level.
Probability of Detection - Вероятность обнаружения, используемая для оценки ОСШ
0.81029 (по умолчанию)
Задайте вероятность обнаружения, используемую для оценки ОСШ с помощью уравнения Шнидмана.
Зависимости
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 ОСШ
0.001 (по умолчанию)
Задайте вероятность ложного предупреждения, используемую для оценки ОСШ с помощью уравнения Шнидмана.
Зависимости
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 ОСШ
1 (по умолчанию)
Задайте количество импульсов. Можно задать несколько импульсов для некогерентного интегрирования в уравнении Шнидмана.
Зависимости
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 ОСШ
0 (по умолчанию) | 1 | 2 | 3 | 4
Задайте 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.
Зависимости
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 канале
78.0614 (по умолчанию) | скаляром
Потери 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Source Level или SNR.
Target Range - Целевая область значений
10000 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Целевая 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Calculation равным Source Level или SNR и щелкните стреле рядом с Calculation of Transmission Loss.
Frequency - Частота сигнала
2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Частота сигнала, заданная как положительная скалярная величина. Модули по умолчанию указаны в кГц. Можно также выбрать Hz, kHz, и MHz.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Calculation равным Source Level или SNR и щелкните стреле рядом с Calculation of Transmission Loss.
Depth - Глубина канала
10000 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Глубина канала, заданная как положительная скалярная величина. Модули по умолчанию указаны в метрах. Можно также выбрать km, mi, и nmi.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Calculation равным Source Level или SNR и щелкните стреле рядом с Calculation of Transmission Loss.