均匀间距线列阵波束形成器.doc

实验3 均匀间距线列阵波束形成器
姓 名：逯仁杰
班 级：20120001（12级陈赓1班）
学 号：2012011112

通过本实验的学习，加深对《声纳技能》中波束形成和方位预计的看法理解，理解声纳信号处理惩罚的根本历程，为今后声纳信号处理惩罚的事情和学习创建看法、奠定坚固的底子。

波束形成器的本质是一个空间滤波器。当对基阵各基元吸收信号作赔偿处理惩罚，使得各基元对某个特定偏向上的信号能够同相相加，得到一个最大的响应输出（幅度相加）；相应的各基元对其它偏向的信号非同相相加，产生一定的相消效果的响应输出（对付各基元噪声相互独立的情况时功率相加）。这就是波束形成的事情原理。
常用的波束形成要领主要有时延波束形成法和频域波束形成法。在此底子上针对差别的阵形、设计要求以及配景噪声特性下还生长了许多波束形成算法。针对差别的阵形时的波束形成要领是指依赖于阵形的特殊性（如直线阵、圆阵、体积阵等）而得到的波束形成算法：如直线阵波束形成法、圆阵波束形成法，体积阵波束形成法等。
针对差别的设计要求也衍生出多种新型的波束形成算法。当对差别的频率响应要求相同的波束宽度时有恒定束宽波束形成法，当对波束的旁瓣级有要求时可采取切比雪夫加权波束形成法。当要求对阵列误差具有宽容性响应时失配条件下的波束形成器[6,362-382]。
如果利用噪声滋扰的统计特性有高辨别最小方差无畸变响应（MVDR）波束形成法，线性约束最小方差（LCMV）波束形成法，线性约束最小功率（LCMP）波束形成法，自适应波束形成法等。
但不管是何种波束形成要领，其目的均是在滋扰配景下获取某个偏向的信号或预计信号的方位。下面仅给出时延波束形成和相移波束形成的根本原理。
时延波束形成法（时域）
相移波束形成法（频域）

（1）仿真等间距直线阵基元吸收信号，对所吸收信号进行延时波束形成，预计目标方位；阐发波束形成性能。
参数：阵元数 16，中心频率1500Hz，带宽500Hz，信号脉宽20ms，信噪比20dB。
（2）采取频域波束形成要领对所吸收信号进行波束形成，预计目标方位，阐发波束形成性能。
参数稳定。
实验结果及数据阐发
clc;
clear all;
close all;

N=input('请输入阵元数:');
f0=1500;
B=500;
c=1500;
T=;
d=*c/f0;
fs=100*f0;
A=;
L=3*(N-1)*d/c;
t=0:1/fs:L;

theta0=input('请输入目标方位角（角度）:');
theta0=theta0/180*pi;
x=zeros(N,length(t));
for k=0:N-1
if(theta0<0)
tao=fix((N-k-1)*d*sin(theta0)/c*fs)-1;
x(k+1,-tao:end)=A*sin(2*pi*f0*t(1:length(t)+1+tao));
else
tao=fix(k*d*sin(theta0)/c*fs)+1;
x(k+1,tao:end)=A*sin(2*pi*f0*t(1:length(t)+1-tao));
end
end
plot(x');
set(gca,'FontSize',20);
title('各基元吸收到的信号（无噪声）');
xlabel('t/s'),ylabel('A/v');

for theta=-90:90
y=zeros(size(x));
if(theta>0)
for k=0:N-1
tao=fix(k*d*sin(theta/180*pi)/c*fs)+1;
y(k+1,1:length(t)+1-tao)=x(k+1,tao:end);
end
else
for k=0:N-1
tao=fix((N-k-1)*d*sin(theta/180*pi)/c*fs)-1;
y(k+1,1:length(t)+1+tao)=x(k+1,-tao:end);
end
end
sumy=sum(y);
ps(theta+91,:)=sum(sumy.*sum