声纳技术实验指导书2012.pdfVIP

《声纳技术》 实 验 指 导 书 兰华林 编 写 哈尔滨工程大学水声工程学院 2011 年 5 月 1 前 言 作为 《声纳技术》课程教学的一部分，本实验课主要通过上机实验， 结合《声纳技术》理论教学的内容，利用 MATLAB 软件工具实现一些简 单的声纳信号处理仿真，并对实验过程中出现的问题加以分析，总结。 本实验课程的目的有三： （1） 加深声纳信号处理一些基本概念的理解，例如频谱分析、相 关、自然指向性和波束形成等； （2） 锻炼学生用仿真分析这种辅助手段来学习理论知识的能力； （3） 锻炼学生分析问题和解决问题的能力。 为了达到以上目的，主要设计了四个实验：常用水声信号及其处理 方法、均匀间距线列阵指向性图、均匀间距线列阵波束形成器和水下 目标回波分析。其中前两个为验证性实验，后两个为综合设计性实验。 本指导书主要适合学习《声纳技术》课程的学生在学习完信号形 式、基阵自然指向性、波束形成等章节后使用，且要求使用者具有数 字信号处理基本知识和使用MATLAB 语言工具的能力。 2 目录  实验 1：常用水声信号及其处理方法 1  实验 2 ：均匀间距线列阵指向性图 4  实验 3 ：均匀间距线列阵波束形成器 7  实验 4 ：水下目标回波分析 11  附录 1：学生实验报告基本内容要求 13  附录2: 哈尔滨工程大学声纳技术实验报告模板 14  参考文献 16  3 实验 1：常用水声信号及其处理方法 实验学时：2 学时 实验类型：上机仿真验证 实验要求：必修 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生了解 MATLAB 工具是一门很有效的《声纳技术》 课程乃至其他课程理论学习的有用工具，更深刻理解几种常用声纳信号波形的特 点，为今后的《声纳技术》学习和本科毕业设计奠定基础。 二、实验原理 （1） CW脉冲信号： 连续信号 ( ) sin(2 ) x t A f 0 t  x n A f n f  离散信号 ( ) sin(2 0 / s ) t 0 : 1./ f s : T 在MATLAB中 x A *sin(2 *pi *f 0.*t fai ) （2）LFM脉冲信号 连续信号 x (t) A sin(2f 0 t kt 2 ) 离散信号 x (n) A sin(2f n / Fs k (n / F )2 ) 0 s t 0 : 1./ f s : T 在MATLAB中 x A *sin(2 *pi *f 0.*t pi .*B./ T .*t.^2) B--带宽