Распространение широкополосных сигналов в свободном пространстве

Распространите широкополосный сигнал с тремя тонами в подводной акустике с постоянной скоростью распространения. Можно смоделировать это окружение как свободное пространство. Центральная частота составляет 100 кГц, а частоты трех тонов составляют 75 кГц, 100 кГц и 125 кГц соответственно. Постройте график спектра исходного сигнала и распространенного сигнала, чтобы наблюдать эффект Доплера. Частота дискретизации составляет 100 кГц.

Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Для примера замените myObject(x) с step(myObject,x).

c = 1500;
fc = 100e3;
fs = 100e3;
relfreqs = [-25000,0,25000];

Установите стационарный радар и движущуюся цель и вычислите ожидаемый Допплер.

rpos = [0;0;0];
rvel = [0;0;0];
tpos = [30/fs*c; 0;0];
tvel = [45;0;0];
dop = -tvel(1)./(c./(relfreqs + fc));

Создайте сигнал и распространите сигнал на движущуюся цель.

t = (0:199)/fs;
x = sum(exp(1i*2*pi*t.'*relfreqs),2);
channel = phased.WidebandFreeSpace(...
    'PropagationSpeed',c,...
    'OperatingFrequency',fc,...
    'SampleRate',fs);
y = channel(x,rpos,tpos,rvel,tvel);

Постройте график спектров исходного сигнала и доплеровского сигнала.

periodogram([x y],rectwin(size(x,1)),1024,fs,'centered')
ylim([-150 0])
legend('original','propagated');

Для этого широкополосного сигнала можно увидеть, что величина доплеровского сдвига увеличивается с частотой. Напротив, для узкополосных сигналов доплеровский сдвиг принимается постоянным по полосе.