聲納技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告四

1、1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)、學(xué)習(xí)實(shí)際聲納信號(hào)的處理方法，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。(2)、練習(xí)MATLAB用于聲納信號(hào)處理的方法。2.基本原理由以前的實(shí)驗(yàn)可知，聲納信號(hào)處理的基本方法有譜分析和相關(guān)分析，分別為：基于此，可以對(duì)聲納回波信號(hào)進(jìn)行譜分析和互相關(guān)分析。3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、FFT頻率估計(jì)CRLB下界觀測時(shí)間長度對(duì)頻率估計(jì)性能影響信噪比對(duì)頻率估計(jì)性能影響2、相關(guān)法時(shí)延估計(jì)給出不同信噪比情況下時(shí)延估計(jì)精度性能Monte-calo分析分析影響因素4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析1、信號(hào)建模（sonar.m）clc;close all;clear;SNR=20;f0=15e3; % 單頻信號(hào)的中心頻率Tw=0.006;

2、 % 信號(hào)的脈寬fs=400e3;t=0:1/fs:(Tw-1/fs); Wn=2*1000 2000/fs; bb=fir1(128,Wn,'bandpass'); sigref=0.6*cos(2*pi.*f0.*t); sigref1=sigrefsig1=zeros(1,1000) sigref1 zeros(1,2000);%發(fā)射信號(hào)t1=(0:length(sig1)-1)./fs);noise=normrnd(0,1,1,length(sigref);noise=filter(bb,1,noise) ;noise=noise/std(noise); noise=n

3、oise/10(SNR/20); sigref2=sigref+noise;sig2=zeros(1,2000) sigref2 zeros(1,1000);%接收信號(hào)t2=(0:length(sig2)-1)./fs); noise=normrnd(0,1,1,length(sigref);noise=filter(bb,1,noise) ;noise=noise/std(noise);SNR=0;noise=noise/10(SNR/20); sigref3=sigref+noise;sig3=zeros(1,2000) sigref3 zeros(1,1000);%接收信號(hào)t3=(0:l

4、ength(sig3)-1)./fs);noise=normrnd(0,1,1,length(sigref);noise=filter(bb,1,noise) ;noise=noise/std(noise);SNR=-20;noise=noise/10(SNR/20); sigref4=sigref+noise;sig4=zeros(1,2000) sigref4 zeros(1,1000);%接收信號(hào)t4=(0:length(sig4)-1)./fs);noise=normrnd(0,1,1,length(sigref);noise=filter(bb,1,noise) ;noise=noi

5、se/std(noise);SNR=-20;noise=noise/10(SNR/20); sigref5=sigref+noise;sig5=zeros(1,2000) sigref5 zeros(1,3000);%接收信號(hào)t5=(0:length(sig5)-1)./fs);figureplot(t1,sig1);title('發(fā)射信號(hào)');xlabel('時(shí)間/s')ylabel('幅值/V')grid onfigureplot(t2,sig2)title('接收信號(hào)(信噪比20，觀測時(shí)間0.014s)');xlabel(&

6、#39;時(shí)間/s')ylabel('幅值/V')grid onfigureplot(t3,sig3)title('接收信號(hào)(信噪比0，觀測時(shí)間0.014s)');xlabel('時(shí)間/s')ylabel('幅值/V')grid on figureplot(t4,sig4)title('接收信號(hào)(信噪比-20，觀測時(shí)間0.014s)');xlabel('時(shí)間/s')ylabel('幅值/V')grid on figureplot(t5,sig5)title('接收信號(hào)(

7、信噪比-20，觀測時(shí)間0.02s)');xlabel('時(shí)間/s')ylabel('幅值/V')grid on 結(jié)果：2、頻譜分析sonarfftsig=fft(sig2,fs);%fftsig=fft(sig3,fs);%fftsig=fft(sig4,fs);%fftsig=fft(sig5,fs);f=0:fs-1;figureplot(f,abs(fftsig)title('頻譜分析(信噪比20，觀測時(shí)間0.014s)')xlabel('頻率/Hz')ylabel('幅值')grid on結(jié)果：3、

8、相關(guān)分析程序：sonarsigout=xcorr(sig2,sig1); %以sig1為參考信號(hào)求時(shí)延len=length(sigout);tt=(-(len-1)/2:(len-1)/2)./fs; figureplot(tt,sigout)title('頻譜分析(信噪比20，觀測時(shí)間0.014s)')xlabel('時(shí)間/s')ylabel('R(tau)')grid on結(jié)果： 5.結(jié)論1、由頻譜分析圖可以看出，雖然處理的信號(hào)信噪比不同，但通過頻譜分析，都可以得出信號(hào)的頻率（本實(shí)驗(yàn)為15kHz）。2、由相關(guān)分析可以看出，對(duì)于不同信噪比的接收信號(hào)，得出的相關(guān)函數(shù)基本相同，局部放大后，也都可以得出接收信號(hào)比發(fā)射信號(hào)延遲。3、對(duì)于不同的觀測長度，在相同的信噪比下，可以看出，觀測長度越長，頻譜的幅值會(huì)有所偏移。4、在