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分阶段。水下辐射噪声系统对象

从水下或水面声源辐射声噪声

描述

分阶段。水下辐射噪声系统对象™创建一个水下辐射声噪声源。噪声源可以在海面上,也可以在水下。辐射噪声由两部分组成:宽带噪声和调性噪声。宽带噪声填充了整个操作系统带宽,而音调噪声发生在带宽内的离散频率。一般来说,辐射噪声的强度取决于噪声频谱和源辐射模式。对象允许您进行指定

  • 宽带噪声的频谱形状和水平。

  • 音调的频率和等级。

  • 噪声源辐射图。

要将噪声从源传播到接收器,请将此对象与分阶段。IsoSpeedUnderwaterPaths分阶段。米ultipathChannel对象。

产生水下辐射噪声:

  1. 创建阶段性的。水下辐射噪声对象并设置其属性。

  2. 调用带有参数的对象,就像调用函数一样。

要了解更多关于System对象如何工作的信息,请参见什么是系统对象?(MATLAB)。

创建

语法

噪声辐射器=相控的。UnderwaterRadiatedNoise
水下辐射噪声(名称,值)

描述

noiseradiator=分阶段。UnderwaterRadiatedNoise创建具有默认属性值的水下辐射噪声源。

noiseradiator=分阶段。UnderwaterRadiatedNoise (的名字,价值创建具有每个属性的水下辐射噪声源的名字设置为指定的价值.可以以任意顺序指定附加的名称-值对参数,如(Name1,Value1、……,).将每个属性名用单引号括起来。

例子:噪声辐射器=相控的。UnderwaterRadiatedNoise('TonalLevels',[4700 4900 5150],'SampleRate',500,'OperatingFrequency',5000)创建一个声源,音调分别为4.7、4.9和5.15 kHz。采样率设置为0.5 kHz,工作频率设置为5 kHz。宽带噪声电平设置为默认值。

属性

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除非另有说明,属性为nontunable,这意味着在调用对象后不能更改它们的值。对象在调用时锁定,而释放函数解锁它们。

如果属性是可调,您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息,请参见在MATLAB中使用系统对象设计系统(MATLAB)。

输出噪声样本的数量,指定为正整数。

例子:500

数据类型:

样本速率,指定为正标量。采样率和工作频率共同决定了工作频带。看到输入和输出频带用于工作频带的定义。单位是Hz。

例子:2.0 e3

数据类型:

信号工作频率,指定为正标量。工作频率决定了工作频带的中心。看到输入和输出频带用于工作频带的定义。单位是Hz。

例子:15.0 e3

数据类型:

辐射音调频率,指定为非负值的矢量。音调频率必须位于工作频带内。该波段以外的音调频率被忽略。的长度TonalFrequencies的长度必须匹配TonalLevels向量。单位是Hz。看到输入和输出频带用于工作频带的定义。

例子:[14900 15010 15200]

数据类型:

辐射音调噪声级别,用正数值的矢量表示。单位为dB//1μPa。的长度TonalLevels的长度必须匹配TonalFrequencies向量。

例子:[50 20 170]

数据类型:

宽带噪声频谱级别,指定为实值向量。这个向量指定了在操作系统频带中均匀间隔频率处的噪声频谱。单位为dB/Hz//1μPa。

例子:[140 145 145 130]

数据类型:

辐射源图条目的方位角,指定为长度-P向量。此属性指定源辐射图样的列的方位角,DirectionalPattern财产。P必须大于2。单位以度为单位。

例子:[140 145 145 130]

数据类型:

辐射源图条目的仰角,用长度-表示向量。此属性指定源辐射图样的行仰角,DirectionalPattern必须大于2。单位以度为单位。

例子:[-45 -30 0 45 30]

数据类型:

源辐射模式,指定为实值矩阵或数组。单位是dB。允许的图案尺寸为:

辐射图尺寸

应用程序
——- - - - - -P矩阵 的函数指定方向模式仰角和P方位角度。相同的模式用于所有频率。
——- - - - - -P——- - - - - -K数组 的函数指定方向模式高度角,P方位角和K频率。如果K = 1,方向图等价于a——- - - - - -P矩阵。
1 -P——- - - - - -K数组 的函数指定方向模式P方位角和K频率。这些尺寸适用于只有一个仰角的情况。
K——- - - - - -P矩阵

矩阵和数组规范

应用程序 辐射图尺寸
一个来源和的辐射方向对象函数的实参。 为所有的辐射角指定一个辐射模式矩阵或阵列。
有相同模式的来源的辐射方向对象函数的实参。 为所有的辐射角指定一个辐射模式矩阵或阵列。
具有单独辐射模式的源的辐射方向对象函数的实参。 细胞阵列中的辐射模式。所有的图案必须有相同的尺寸和类型。图案的数量必须与辐射角度的数量相匹配。

例子:(1, 3, 5, -10)

数据类型:

辐射模式频率,指定为正的实值1乘-K向量。这个向量定义了频率DirectionalPattern指定属性值。矢量的元素必须严格递增,频率必须在工作频带内。看到输入和输出频带用于工作频带的定义。单位是Hz。

例子:1 e6

数据类型:

随机数生成器种子源,指定为“汽车”“属性”.随机数被用来产生噪声。当您将此属性设置为“汽车”,使用默认的MATLAB随机数生成器生成随机数。当您将此属性设置为“属性”方法指定的种子使用私有随机数生成器种子财产。

若要在“并行计算工具箱”软件中使用此对象,请将此属性设置为“汽车”

数据类型:字符

随机数生成器种子,指定为小于2的非负整数32

例子:10223

依赖关系

要启用此属性,请设置SeedSource财产“属性”

数据类型:

使用

语法

辐射噪声(ang)

描述

例子

y= radiatednoise (返回噪声,y,向,

输入参数

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噪声辐射方向,用实值2 ×矩阵。每一栏形式中指定相应噪声信号的辐射方向[AzimuthAngle; ElevationAngle].当表示多个角度,则DirectionalPattern属性可以包含一个模式或模式。在这种情况下,每一列对应于其中一个模式。如果只有一个模式,则使用相同的源模式生成多个噪声信号。单位以度为单位。

例子:[0 20;35 -10]

数据类型:

输出参数

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辐射噪声,指定为复值——- - - - - -N矩阵。角的数目是否在论点。N样品的数量是否由NumSamples财产。辐射噪声位于基带范围内[fs / fs / 2)f年代控件设置的采样速率SampleRate财产。噪音单元在Pa。

数据类型:
复数支持:万博1manbetx是的

对象的功能

要使用对象函数,请将System对象指定为第一个输入参数。例如,释放名为obj,使用以下语法:

发行版(obj)

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一步 运行系统对象算法
释放 释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
重置 重置系统对象的内部状态

重置对象函数时重置随机数生成器状态SeedSource属性设置为“属性”

例子

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从水面舰艇上产生辐射噪声。声纳工作频率为5.0 kHz,采样率为1.0 kHz。根据定义,宽带噪声的范围在4.5 kHz到5.5 kHz之间。此外,在4.6 kHz、5.2 kHz和5.4 kHz都有音调噪声。

Shippos = [0;0;0];Rcvpos = [100;0;-50];

计算噪声从船舶到接收机的传输角度。

[~,ang] = rangeangle(rcvpos,shippos)
和=2×10 -26.5651

构造一个分阶段。UnderwaterRadiatedNoise具有仅依赖仰角的辐射模式的系统对象™。计算沿接收器方向辐射的噪声。创建10000个辐射到目标的噪声样本。

Azang = [-180:180];Elang = [-80:80];Pattern = mag2db(repmat(cosd(elang)',1,numel(azang)));Fs = 1000;噪声辐射器=相控的。UnderwaterRadiatedNoise(“NumSamples”, 10000,...“SampleRate”fs,“TonalFrequencies”,[4600 5200 5400],“TonalLevels”[200200200],...“BroadbandLevels”,[180 180 190 190 190 188 185],“AzimuthAngles”azang,...“ElevationAngles”elang,“DirectionalPattern”模式,...“OperatingFrequency”5 e3,“SeedSource”,“属性”,“种子”, 2781);

生成10000个噪声样本。

Y =噪声辐射器(ang);

绘制噪声功率谱密度(psd)。将psd转换为参考1uPa的强度。

[psd,fr] = pwelch(y,[],[],[],[],噪声辐射器。SampleRate,psd的,“中心”);情节(fr, 10 * log10 (psd * 1 e12汽油));标题(“功率谱密度”)包含(的频率(赫兹)) ylabel (“PSD / / dB / Hz / 1 upa '网格)

这三种音调出现在宽带频谱中。

从水下航行器产生辐射噪声。假设噪声辐射模式取决于频率。声纳工作频率为5.0 kHz,采样率为1.0 kHz。根据定义,宽带噪声频带从4.5 kHz到5.5 kHz。此外,在4.6 kHz、5.2 kHz和5.3 kHz都有音调噪声。定义该波段内三个频率的辐射图。这三种模式都是基本模式的倍数。辐射模式的频率分别为4.6 kHz、5.0 kHz和5.3 kHz。

首先,指定源和接收器的位置。

Srcpos = [0;50;-20];Rcvpos = [100;0;-50];

计算噪声从车辆到接收器的传输角度。

[~,ang] = rangeangle(rcvpos,srcpos)
和=2×1-26.5651 - -15.0203

构造一个分阶段。UnderwaterRadiatedNoise系统对象™,其辐射模式仅取决于方位角和频率。计算沿接收器方向辐射的噪声。创建10000个从车辆辐射的噪音样本。

Azang = [-180:180];Elang = [-90:90];Fc = 5000.0;

把辐射图放到三维阵列中。

baseppattern = repmat(10*cosd(azang).^2,numel(elang),1);Pattern(:,:,1) = 0.5*基本模式;Pattern (:,:,2) = basepattern;Pattern(:,:,3) = 0.6*基本模式;Patterndb = mag2db(模式);噪声辐射器=相控的。UnderwaterRadiatedNoise(“NumSamples”, 10000,...“SampleRate”1 e3,“TonalFrequencies”(4600年、5200年5300年),...“TonalLevels”[200210200],“BroadbandLevels”,[180 180 190 190 190 180 170],...“AzimuthAngles”azang,“ElevationAngles”elang,...“FrequencyVector”(4600、5000、5300),“DirectionalPattern”模式,...“OperatingFrequency”5 e3,“SeedSource”,“属性”,“种子”, 2081);

生成10000个噪声样本。

Y =噪声辐射器(ang);

绘制噪声功率谱密度(psd)。将psd转换为参考1uPa的强度。

[psd,fr] = pwelch(y,[],[],[],[],噪声辐射器。SampleRate,psd的,“中心”);情节(fr, 10 * log10 (psd * 1 e12汽油));标题(“功率谱密度”)包含(的频率(赫兹)) ylabel (“PSD / / dB / Hz / 1 upa '网格)

这三种音调出现在宽带频谱中。

从两个水下航行器中产生辐射噪声。假设每种噪声辐射模式都是不同的。声纳工作频率为5.0 kHz,采样率为1.0 kHz。根据定义,宽带噪声频带从4.5 kHz到5.5 kHz。此外,在4.6 kHz、5.2 kHz和5.3 kHz都有音调噪声。辐射模式的频率分别为4.6 kHz、5.0 kHz和5.3 kHz。

首先,指定源和接收器的位置。

Srcpos1 = [0;50;-20];Srcpos2 = [200;50;-80];Rcvpos = [100;0;-50];

计算噪声从车辆到接收器的传输角度。

[~,ang1] = rangeangle(rcvpos,srcpos1);[~,ang2] = rangeangle(rcvpos,srcpos2);

构造一个分阶段。UnderwaterRadiatedNoise系统对象™,其辐射模式仅取决于方位角和频率。计算沿接收器方向辐射的噪声。创建10000个从车辆辐射的噪音样本。

Azang = [-180:180];Elang = [-90:90];Fc = 5000.0;

把辐射图放到三维阵列中。

Pattern1 = repmat(10*cosd(azang).^2,numel(elang),1);Pattern2 = ones(181361);Pattern1db = mag2db(pattern1);Pattern2db = mag2db(pattern2);噪声辐射器=相控的。UnderwaterRadiatedNoise(“NumSamples”, 10000,...“SampleRate”1 e3,“TonalFrequencies”(4600年、5200年5300年),...“TonalLevels”[200210200],“BroadbandLevels”,[180 180 190 190 190 180 170],...“AzimuthAngles”azang,“ElevationAngles”elang,...“FrequencyVector”(4600、5000、5300),“DirectionalPattern”{pattern1, pattern2},...“OperatingFrequency”5 e3,“SeedSource”,“属性”,“种子”, 2081);

生成10000个噪声样本。

Y =噪声辐射器([ang1,ang2]);

绘制噪声功率谱密度(psd)。将psd转换为参考1uPa的强度。

[psd,fr] = pwelch(y,[],[],[],[],噪声辐射器。SampleRate,psd的,“中心”);情节(fr, 10 * log10 (psd * 1 e12汽油));标题(“功率谱密度”)包含(的频率(赫兹)) ylabel (“PSD / / dB / Hz / 1 upa '网格)

这三种音调出现在宽带频谱中。

更多关于

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参考文献

《水声原理》第三版。纽约:半岛出版社,1996年。

扩展功能

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