【实验1】——脉冲测距

题目要求

主动声纳测距是通过发射脉冲信号，通过检测回波时延估计目标距离。本实验中采用相关时延估计方法可实现测距功能
实验条件：

发射信号波形：频率100Hz，采样率1KHz，脉冲长度100ms
仿真接收数据从脉冲发射时刻开始，产生两秒的接收数据。其中目标距离750米，声速1500米/s，信噪比5dB
利用相关时延估计峰值检测方法估计时延，进而得到目标j距离，验证是否与设置的目标距离750米一致

程序实现

思路

1.首先根据发射信号的条件生成发射信号；
2.然后根据接收信号的特征，通过在发射信号前后面补零实现接收信号的模拟，注意补零的个数是跟时间条件相关的，一个点数代表的时间是1fs\frac{1}{fs}fs1
3.利用循环不断滑动，每一次对发射信号和接收信号的部分(两者等长)求相关，等到一个相关系数的向量
4.找到相关系数向量中最大值的位置，在图上标志出来

代码

%主动声呐脉冲测距
clc;clear all;
f=100;%信号频率
fs=1000;%采样率
ts=0.1;%采样时间
l=750;%仿真时目标距离为750m
c=1500;%声速
t0=l/c;%仿真时需要对信号延时的时间
t=0:1/fs:ts-1/fs;%信号的采样点
st=sin(2*pi*f*t);%发射信号
y=[zeros(1,t0/(1/fs)-1),st];%接收信号是发射信号进行时延
y=[y,zeros(1,2*fs-length(y))];%接收信号补充到2s
z=awgn(y,5);%添加噪声，信噪比为5dB
%plot(1/fs:1/fs:2,z);
r=[];%互相关值
for k=0:length(z)-length(st)r(k+1)=st*z(k+1:length(st)+k)';%每一次滑动1个点，然后对原始信号与接收信号做相关
end
[A,index]=max(r);%找出最大值及其索引
x=(1:length(r))./fs;%横坐标 表示时间
plot(x,r);xlabel('时间/s');ylabel('相关系数');%画出相关函数与时间的函数曲线
text(x(index),A,num2str(x(index)),'color','r');%标记处最大值
hold on;
plot(x(index),A,'r*');%在图上圈出来

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