聲納技術實驗報告四

1、1.實驗目的(1)、學習實際聲納信號的處理方法，加深對理論知識的理解。(2)、練習matlab用于聲納信號處理的方法。2.基本原理由以前的實驗可知，聲納信號處理的基本方法有譜分析和相關分析，分別為：基于此，可以對聲納回波信號進行譜分析和互相關分析。3.實驗內(nèi)容1、fft頻率估計crlb下界觀測時間長度對頻率估計性能影響信噪比對頻率估計性能影響2、相關法時延估計給出不同信噪比情況下時延估計精度性能monte-calo分析分析影響因素4. 實驗結果及數(shù)據(jù)分析1、信號建模（sonar.m）clc;close all;clear;snr=20;f0=15e3; % 單頻信號的中心頻率tw=0.006;

2、 % 信號的脈寬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t5=(0:length(sig5)-1)./fs);figureplot(t1,sig1);title('發(fā)射信號');xlabel('時間/s')ylabel('幅值/v')grid onfigureplot(t2,sig2)title('接收信號(信噪比20，觀測時間0.014s)');xlabel(&

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

7、信噪比-20，觀測時間0.02s)');xlabel('時間/s')ylabel('幅值/v')grid on 結果：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，觀測時間0.014s)')xlabel('頻率/hz')ylabel('幅值')grid on結果：3、

8、相關分析程序：sonarsigout=xcorr(sig2,sig1); %以sig1為參考信號求時延len=length(sigout);tt=(-(len-1)/2:(len-1)/2)./fs; figureplot(tt,sigout)title('頻譜分析(信噪比20，觀測時間0.014s)')xlabel('時間/s')ylabel('r(tau)')grid on結果： 5.結論1、由頻譜分析圖可以看出，雖然處理的信號信噪比不同，但通過頻譜分析，都可以得出信號的頻率（本實驗為15khz）。2、由相關分析可以看出，對于不同信噪比的接收信號，得出的相關函數(shù)基本相同，局部放大后，也都可以得出接收信號比發(fā)射信號延遲。3、對于不同的觀測長度，在相同的信噪比下，可以看出，觀測長度越長，頻譜的幅值會有所偏移。4、在