分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths
等速多径声纳通道
描述
的分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths系统对象™创建一个水声通道，从点到点传播窄带声音。该通道具有有限的恒定深度，具有气-水-水-底界面。两个界面都是平面和水平的。声速在整个声道中是恒定的。该物体使用图像的声学方法在通道中生成多个传播路径[3])．因为声速是恒定的，所以所有的传播路径都是源、边界和接收器之间的直线。总是有一条直接的视线路径。对于每个传播路径，对象输出与距离相关的时延、增益、多普勒因子、反射损耗和传播损耗。你可以使用信道数据作为多径声音传播器的输入，分阶段。MultipathChannel．
为等速通道建模:
定义和设置通道。你可以设置
分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths系统对象属性或保留它们的默认值。看到建设．您在构建时设置的一些属性可以稍后更改。这些属性是可调．创建多路径通道时，调用
一步的方法分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths．方法的输出取决于分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths系统对象。您可以在任何时候更改可调属性。
请注意
而不是使用一步方法来执行System对象定义的操作，您可以调用带有参数的对象，就像调用函数一样。例如,Y = step(obj,x)而且Y = obj(x)执行等效操作。
建设
通道=分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths通道．
通道=分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths (的名字，价值）通道，使用每个指定的属性的名字设置为指定的价值．可以以任意顺序指定附加的名称和值对参数，如(Name1, Value1、……的,家)．
属性
例子
创建单向多径水声通道
创建一个5路水声通道，并显示传播路径矩阵。假设源是静止的，而接收器沿着x-轴以每小时20公里的速度指向源。假设单向传播。
速度= -20*1000/3600;Numpaths = 5;Channelpaths =阶段性。IsoSpeedUnderwaterPaths (“ChannelDepth”, 200,“BottomLoss”10.．.“NumPathsSource”，“属性”，“NumPaths”numpaths,“CoherenceTime”5);Tstep = 1;Srcpos = [0;0;-160];Rcvpos = [500;0;-50];Srcvel = [0;0;0];Rcvvel =[速度;0;0];Pathmat = channelpaths(srcpos,rcvpos,srcvel,rcvvel,tstep);disp (pathmat)
0.3356 0.3556 0.4687 0.3507 0.3791 1.0000 -1.0000 -0.3162 0.3162 -0.3162 54.1847 54.6850 57.0766 54.5652 55.2388
第一行包含以秒为单位的时间延迟。第二行包含底部反射损耗系数，第三行包含以dB为单位的扩散损耗。第一个路径的反射损失系数为1.0，因为直接路径没有边界反射。第二条路径的反射损失系数为-1.0，因为该路径只有表面反射。
创建双向多径水声通道
创建7路水声通道，并显示传播路径矩阵。假设源是静止的，而目标是沿着x-轴以每小时20公里的速度指向源。假设双向传播。
速度= -20*1000/3600;Numpaths = 7;Channelpaths =阶段性。IsoSpeedUnderwaterPaths (“ChannelDepth”, 200,“BottomLoss”10.．.“NumPathsSource”，“属性”，“NumPaths”numpaths,“CoherenceTime”，5，.．.“TwoWayPropagation”,真正的);Tstep = 1;Srcpos = [0;0;-160];Tgtpos = [500;0;-50];Srcvel = [0;0;0];Tgtvel = [speed;0;0];[pathmat,dop, loss,tgtangs,srcangs] = channelpaths(srcpos,tgtpos,srcvel,tgtvel,tstep);disp (pathmat)
0.6712 0.7112 0.9374 1.0354 0.7014 0.7581 1.0152 1.0000 1.0000 0.1000 0.1000 0.1000 0.0100 108.3693 109.3699 114.1531 115.8772 109.1304 110.4775 115.5355
第一行包含以秒为单位的时间延迟。第二行包含底部反射损耗系数，第三行包含以dB为单位的扩散损耗。第一个路径的反射损失系数为1.0，因为直接路径没有边界反射。第二条路径的反射损失系数为-1.0，因为该路径只有表面反射。
在路径数未知的信道中传播声音
创建一个水下声音通道，并绘制合并接收信号。自动查找路径的数量。假设源是静止的，而接收器沿着x-轴以20公里/小时的速度向源方向移动。假定默认的单向传播。
速度= -20*1000/3600;通道=阶段性。IsoSpeedUnderwaterPaths (“ChannelDepth”, 200,“BottomLoss”，5，.．.“NumPathsSource”，“汽车”，“CoherenceTime”5);Tstep = 1;Srcpos = [0;0;-160];Rcvpos = [500;0;-50];Srcvel = [0;0;0];Rcvvel =[速度;0;0];
计算路径矩阵、多普勒因子和损耗。传播器输出51个路径输出，但有些路径可以包含南值。
[pathmat,dop,absloss, rcvgs,srcangs] = channel(srcpos,rcvpos,srcvel,rcvvel,tstep);
创建一个100赫兹的信号与500个样本。假设所有的路径都有相同的信号。使用一个分阶段。MultipathChannel将信号传播到接收器的系统对象。分阶段。MultipathChannel所产生的所有路径作为输入接受分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths但是忽略了路径南值。
Fs = 1e3;Nsamp = 500;传播器=相控。MultipathChannel (“OperatingFrequency”, 10 e3,“SampleRate”fs);T = [0:(nsample -1)]'/fs;Sig0 = sin(2* *100*t);Numpaths = size(pathmat,2);Sig = repmat(sig0,1,numpaths);Propsig =传播器(sig,pathmat,dop, absor);
画出传播信号相干和的实部。
情节(t * 1000,实际(sum (propsig, 2)))包含(的时间(毫秒)）
声纳信号的多普勒拉伸
比较静止声纳和移动声纳传播信号的持续时间。移动声纳距目标25米/秒的径向速度。在每种情况下，沿单一路径传播信号。假设单向传播。
定义声纳系统参数:最大清晰距离、所需的距离分辨率、工作频率和传播速度。
Maxrange = 5000.0;Rngres = 10.0;Fc = 20.0e3;Csound = 1520.0;
传输信号使用矩形波形。
PRF = csound/(2*maxrange);脉冲宽度= 8*rngres/csound;pulseBW = 1/pulseWidth;fs = 80*脉冲bw;波形=相控。RectangularWaveform (“脉冲宽度”脉冲宽度,脉冲重复频率的脉冲重复频率,.．.“SampleRate”fs);
指定声纳位置。
Sonarplatform1 =阶段性的。平台(“InitialPosition”(0, 0, -60),“速度”, (0, 0, 0));Sonarplatform2 =阶段性的。平台(“InitialPosition”(0, 0, -60),“速度”, (0; -25; 0]);
指定目标位置。
目标平台=阶段性。平台(“InitialPosition”(0, 500, -60),“速度”, (0, 0, 0));
定义水下路径和传播通道对象。
路径=阶段性。IsoSpeedUnderwaterPaths (“ChannelDepth”, 100,.．.“CoherenceTime”0,“NumPathsSource”，“属性”，“NumPaths”, 1.．.“PropagationSpeed”, csound);传播器=相控。MultipathChannel (“SampleRate”fs,“OperatingFrequency”、fc);
创建传输波形。
Wav =波形();Nsamp = size(wav,1);rx脉冲= 0 (nsamp,2);T = (0: nsample -1)/fs;
发射信号，然后在固定声纳处接收回声。
[pathmat,dop, loss，~，~] = paths(sonarplatform1.]InitialPosition,.．.targetplatform.InitialPosition sonarplatform1.InitialVelocity,.．.targetplatform.InitialVelocity, 1 /脉冲重复频率);rx脉冲(:，1)=传播器(wav,pathmat,dop, loss);
在移动声纳处发射和接收。
[pathmat,dop, loss，~，~] = paths(sonarplatform2.]InitialPosition,.．.targetplatform.InitialPosition sonarplatform2.Velocity,.．.targetplatform.Velocity, 1 /脉冲重复频率);rx脉冲(:，2)=传播器(wav,pathmat,dop, loss);
绘制接收到的脉冲图。
Plot (abs(rx豆类))xlim([490 650]) ylim([0 1.65e-3]) legend(“静止的声呐”，“移动声纳”)包含(“收到样品时间(秒)”) ylabel (“综合接收脉冲”）
移动声纳接收到的信号比静止声纳持续时间长。
参考文献
Urick, R.J.《水声原理》第三版．纽约:半岛出版社，1996年。
谢尔曼，c。s。巴特勒用于水下声音的换能器和阵列．纽约:施普林格，2007。
[3]艾伦，J.B.和D. Berkely，“有效模拟小房间声学的图像方法”，J.声学。Soc。Am，第65卷，第4期。1979年4月。
扩展功能
另请参阅
系统对象
在R2017a中介绍
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