用被动声纳系统定位声标
这个例子展示了如何模拟被动声纳系统。在浅水信道中，通过拖曳被动阵列对固定水声信标进行检测和定位。声信标以每秒37.5千赫兹的频率发射10毫秒的脉冲，并被模拟为各向同性投影仪。定位系统在地表下拖曳一个无源阵列，该阵列被建模为均匀线阵。一旦检测到声信标信号，就使用到达方向估计器来定位信标。
定义水下通道
在这个例子中，声学信标位于200米深的浅水通道的底部。一个无源阵列被拖到水面以下来定位信标。
首先，在信标和无源阵列之间建立一个多径信道来传输信号，考虑十个传播路径，包括直接路径和从上表面和下表面反射的路径。isopaths将由多路径通道使用，通道，来模拟信号的传播。
推进速度=1520；航道深度=200；运行频率=37.5e3；等径线=相控。等速水下航道(“ChannelDepth”，渠道深度，．..“NumPathsSource”，“属性”，“NumPaths”10“传播速度”速度）；通道=相控。多通道(“工作频率”, OperatingFrequency);
定义声信标和无源阵列
声信标波形
定义声信标发出的波形。该波形为矩形脉冲，重复间隔为1秒，宽度为10毫秒。
脉冲重复频率= 1;脉冲宽度= 10 e - 3;pulseBandwidth = 1 /脉冲宽度;fs = 2 * pulseBandwidth;wav =分阶段。RectangularWaveform (脉冲重复频率的脉冲重复频率,“脉冲宽度”脉冲宽度,．..“SampleRate”，fs）；channel.SampleRate=fs；
声信标
接下来，定义声学信标，它位于信道底部上方1米的地方。声学信标被模拟成一个各向同性投影仪。声波信标波形将辐射到远场。
投影仪=分阶段。IsotropicProjector (“电压响应”, 120);projRadiator =分阶段。散热器(“传感器”投影仪．..“传播速度”propSpeed,“工作频率”, OperatingFrequency);beaconPlat =分阶段。平台(“初始位置”, 5000;2000;-199年),．..“速度”,[0; 0; 0]);
被动声纳
被动拖曳阵列将检测并定位pings源，并将其建模为具有半波长间距的五元线性阵列。被动阵列在y方向的速度为1m/s。阵列轴的方向与行进方向平行。
水听器=分阶段。IsotropicHydrophone (“VoltageSensitivity”, -150);数组=分阶段。齿龈(“元素”，水听器，．..“NumElements”5.“元素间距”propSpeed / OperatingFrequency / 2,．..“ArrayAxis”，“y”）;arrayCollector =分阶段。收集器(“传感器”大堆．..“传播速度”propSpeed,“工作频率”, OperatingFrequency);arrayPlat =分阶段。平台(“初始位置”,[0; 0; -10],．..“速度”, (0;1;0]);
定义每个水听器元件的接收放大器。选择20 dB的增益和10 dB的噪声系数。
rx=相控接收器前置放大器(．..“获得”, 20岁,．..“NoiseFigure”10．..“SampleRate”，财政司司长，．..“种子源”，“属性”，．..“种子”, 2007);
模拟被动声纳系统
启动声标，发送十次信号。在传播延迟之后，在阵列的接收信号中ping出现一个峰值。
x=wav（）；numTransmits=10；rxsig=0（大小（x，1），5，numTransmits）；为我= 1:numTransmits%更新阵列和声学信标位置[pos_tx, vel_tx] = beaconPlat(1 /脉冲重复频率);[pos_rx, vel_rx] = arrayPlat(1 /脉冲重复频率);%计算声信标和阵列之间的路径(路径,夹住,树脂黄、rcvang srcang] =．..等径线（位置tx、位置rx、标高tx、标高rx、1/prf）；%传播声信标波形tsig=projRadiator（x，srcang）；rsig=信道（tsig、路径、dop、aloss）；%收集传播的信号rsig = arrayCollector (rsig rcvang);%存储接收到的脉冲rxsig(:,:我)= abs (rx (rsig));结束
画出最后接收到的脉冲。由于有多条传播路径，每个ping都是多个脉冲的叠加。
t =(0:长度(x) / fs;情节(t, rxsig(:,结束))包含(‘时间’）;ylabel (‘信号幅度（V）’）
估计到达方向
估计声信标相对于阵列的到达方向。创建MUSIC estimator对象，指定单个源信号和到达方向作为输出。使用间距为0.1度的扫描角度网格。
musicspatialspect =分阶段。MUSICEstimator (“SensorArray”大堆．..“传播速度”propSpeed,“工作频率”，．..工作频率，“ScanAngles”,-90:0.1:90,“DOAOutputPort”,真的,．..“NumSignalsSource”，“属性”，“NumSignals”,1);
接下来，收集ping信号，再重复500次。估计每个重复间隔的到达方向，并将估计值与真实的到达方向进行比较。
numTransmits = 500;angPassive = 0 (numTransmits, 1);angAct = 0 (numTransmits, 1);为我= 1:numTransmits%更新阵列和声学信标位置[pos_tx, vel_tx] = beaconPlat(1 /脉冲重复频率);[pos_rx, vel_rx] = arrayPlat(1 /脉冲重复频率);%计算声标和阵列之间的路径(路径,夹住,树脂黄、rcvang srcang] =．..等径线（位置tx、位置rx、标高tx、标高rx、1/prf）；angAct（i）=rcvang（1,1）；%传播声信标波形tsig=projRadiator（x，srcang）；rsig=信道（tsig、路径、dop、aloss）；%收集传播的信号rsig=arrayCollector（rsig，rcvang）；rxsig=rx（rsig）；估计到达的方向[~，Ang（i）]=音乐空间谱（rxsig）；结束
绘制每个脉冲重复间隔的估计到达角和真实到达方向。
绘图（[angAct]）xlabel(“脉冲数”)伊拉贝尔(的到达角(度))传说(“估计DOA”，“实际DOA”）
预计到达方向与实际到达方向的一致度不超过1度。
总结
本例中，在浅水信道中模拟了信标与无源阵列之间的声脉冲传输。每一个脉冲信号都沿着10条声学路径接收。对于每个接收到的ping，信标的到达方向相对于无源阵列估计，并与真实的到达方向进行比较。到达的方向可以用来定位和恢复信标。
参考
Urick,罗伯特。水声原理．加利福尼亚，洛斯阿尔托斯:半岛出版社，1983。
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