声纳技术实验报告四Word文档下载推荐.docx
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f0=15e3;
Tw=0.006;
fs=400e3;
t=0:
1/fs:
(Tw-1/fs);
Wn=2*[10002000]/fs;
bb=fir1(128,Wn,'
bandpass'
);
sigref=0.6*cos(2*pi.*f0.*t);
sigref1=sigref
sig1=[zeros(1,1000)sigreflzeros(1,2000)];
%发射信号t1=((0:
length(sig1)-1)./fs);
noise=normrnd(0,1,1,length(sigref));
noise=filter(bb,1,noise);
noise=noise/std(noise);
noise=noise/10A(SNR/20);
sigref2=sigref+noise;
sig2=[zeros(1,2000)sigref2zeros(1,1000)];
%接收信号t2=((0:
length(sig2)-1)./fs);
noise=filter(bb,1,noise);
SNR=0;
sigref3=sigref+noise;
sig3=[zeros(1,2000)sigref3zeros(1,1000)];
%接收信号t3=((0:
length(sig3)-1)./fs);
noise=noise/std(noise);
SNR=-20;
sigref4=sigref+noise;
sig4=[zeros(1,2000)sigref4zeros(1,1000)];
%接收信号t4=((0:
length(sig4)-1)./fs);
sigref5=sigref+noise;
sig5=[zeros(1,2000)sigref5zeros(1,3000)];
%接收信号t5=((0:
length(sig5)-1)./fs);
figure
plot(t1,sig1);
titleC发射信号'
xIabelC时间/s'
)ylabelC幅值/V'
)
gridon
PIot(t2,sig2)
titleC接收信号(信噪比20,观测时间0.014s)'
xlabel('
时间/s'
ylabelC幅值/V'
pIot(t3,sig3)
titleC接收信号(信噪比0,观测时间0.014s)'
xIabelC时间/s'
ylabel('
幅值/V'
pIot(t4,sig4)
title('
接收信号(信噪比-20,观测时间0.014s)'
pIot(t5,sig5)
接收信号(信噪比-20,观测时间0.02s)'
结果:
发射信号
时间/S
接收信号(信噪比20,观测时间0.014s)
V值幅
接收信号(信噪比0,观测时间0.014s)
-30
30
接收信号(信噪比-20,观测时间0.014s)
20
10
-10
-20
0.0020.0040.0060.0080.01
时间/s
0.0120.014
t
1'
I
(
1
1"
I
II
111
接收信号(信噪比-20,观测时间0.02s)
00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02
2、频谱分析
sonar
fftsig=fft(sig2,fs);
%fftsig=fft(sig3,fs);
%fftsig=fft(sig4,fs);
%fftsig=fft(sig5,fs);
f=0:
fs-1;
plot(f,abs(fftsig))
titleC频谱分析(信噪比20,观测时间0.014s)'
)xIabelC频率/Hz'
ylabelC幅值'
800
■
频谱分析(信噪比20,观测时间0.014s)
700
600
500
400
300
200
100
33.5
00.5
1.522.5
频率/Hz
4
5
x10
0LX
S
寸
9G
Nxiw
29L
go
・N
J
(s寸5.0叵运鳶畐•02亠聲迴O憩
OLX
89」
NxiW
99」寸9」39」9二》寸L9寸L
.二
—
■—
-
'
—■—.
—-
h=
—f
■-
j
(s寸5.0叵运鳶畐-oe亠亠聲S矢O憩
00L
002
00寸
009
00卜
oora
§
e
9
£
2
(smo.o叵运鳶畐•02-亠亠聲辿)矢O憩
000L
0002
ooow
000寸
0009
000卜
0008
(S寸5.0叵运鳶畐•02亠聲迴O憩
X
值400
幅
8000
值4000
\
i・
1「
1k
频谱分析(信噪比-20,观测时间0.014s)
1.461.471.481.491.51.511.521.531.541.55
频率/HZx104
■1
丄
频谱分析(信噪比-20,观测时间0.02s)
7000
6000
5000
3000
2000
1000
0.5
3
3.5
频谱分析(信噪比-20,观测时间0.02s)
3、相关分析
程序:
sigout=xcorr(sig2,sig1);
%以sig1为参考信号求时延
len=length(sigout);
tt=(-(len-1)/2:
(len-1)/2)./fs;
plot(tt,sigout)
titleC频谱分析(信噪比20,观测时间0.014s)'
R(\tau)'
-500
-0.015
.7
爲A
3
L
壬R
1,
1y
1,.
.1
b
V
1“.
相关分析(信噪比20,观测时间0.014s)
-100
-200
-300
-400
-0.01
-0.005
0.005
0.01
0.015
相关分析(信噪比0,观测时间0.014s)
时间Is
相关分析(信噪比-20,观测时间0.014s)
1.—L,
fl
1,,,
1.宅\
/\
Htn
1'
I1’
卜丄
「丨1,
J
15'
1;
f
R0
5.结论
1、由频谱分析图可以看出,虽然处理的信号信噪比不同,但通过频谱分析,都可以得出信号的频率(本实验为15kHz)。
2、由相关分析可以看出,对于不同信噪比的接收信号,得出的相关函数基本相
同,局部放大后,也都可以得出接收信号比发射信号延迟999-400000俺0.0025s。
3、对于不同的观测长度,在相同的信噪比下,可以看出,观测长度越长,频谱的幅值会有所偏移。
4、在不同的信噪比下,可以看出,随着信噪比的减小,频谱分析中信号频率上的幅值也会减小,因为此时噪声的影响增大,这进一步说明频谱分析的正确性和实用性。
5、由不同信噪比下的相关分析可以看出,信噪比越小,相关分析图中会出现越明显的波纹,估计精度会越来越差。
但其最高峰不变。
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- 声纳 技术 实验 报告