[csidc:2003] - Sonar by "Dusan Grujic" <grujic@europe.com>

Cao.

Nabavio sam jos literature o sonaru i napravio jednostavnu simulaciju uticaja razlicitih faktora na performanse. Evo rezultata:

1. Broj mikrofona. Pretpostavka je da su mikrofoni omnidirekcioni. Utice na sirinu opsega u kojem ekvivalenti mikrofon (koji predstavlja superpoziciju stvarnih mikrofona) prima signale. Za nas slucaj (4 mikrofona) -3dB je na oko 15 stepeni, tj. prijemna zona je +- 15 stepeni. Naravno, povecavanjem broja mikrofona ovaj ugao se smanjuje.

2. Raspored mikrofona. Uglavnom se postavljaju ekvidistantno na liniji. Najbolje je kada je medjusobno rastojanje polovina talasne duzine (za 50KHz lambda=6mm :(

3. Brzina semplovanja. Da bi se "posmatralo" u razlicitim pravcima potrebno je uvesti fazni pomak, tj. vremenska kasnjenja. Ovo znaci da je potrebno poznavati vrednost odziva u vise tacaka u toku jedne periode - potrebna je visestruko veca brzina semplovanja od Nikvistove brzine. Broj tacaka u toku jedne poluperiode direktno utice na rezoluciju po uglu, tj. koliko razlicitih pozicija se moze posmatrati. Ovo moze biti problem.

4. Prozorske funkcije. Poznate su (bar meni) iz digitalne obrade signala, konkretno FFT, i koriste se za oblikovanje i kontrolu curenja spektra. Slicna pojava se desava i ovde, i manifestuje se tako sto se, pored glavnog snopa, pojavljuju i manji sporedni lukovi(sidelobes). Mnozenjem vrednosti prozorske funckije (ima ih koliko i mikrofona) potiskuju se sporedni lukovi, ali istovremeno se siri i centralni. Postoje prozorske funkcije kod kojih se zadaje minimalno zeljeno slabljenje sporednih lukova, a da se pri tome glavni luk minimalno prosiri (Dolp-Chebyshew sam koristio).

Napisao sam skriptu za Matlab i okacio na Plone, sa nekim rezultatima. Probajte pa posaljite utiske.

Imam ideju kako da istovremeno resimo dva problema. Potrebno rastojanje medju mikrofonima za 50 KHz je veoma malo, oko 3mm. Takodje potrebna je velika brzina semplovanja (za 10 pozicija: min 100KHz*10 i to za 4 mikrofona). Iako imamo ADC koji je dovoljno brz, moze i drugacije da se resi.

Ako bi se 50KHz amplitudski modulisali signalom od npr. 10KHz, dobile bi se dve komponetne na 40KHz i 60KHz. Demodulacijom na prijemu imamo signal od 10KHz, za koji potrebno rastojanje medju mikrofonima iznosi 17.5 mm, sto je vec mnogo bolje. Medjutim, glavni dobitak je u tome sto je potrebna 5 puta manja frekvencija semplovanja! Moze se izbrati i neka druga ucestanost, zavisno od maksimalnog izvodljivog rastojanja medju mikrofonima. E, sada dolazi najbolji deo. Demodulacija, tj. translacija spektra se uopste i ne mora posebno izvoditi. Ako se primeni odabiranje ucestanoscu koja je MANJA od Nikvistove (u ovom slucaju 120 KHz), zahvaljujuci tome sto je signal uskopojasni moze se koristiti undersampling. Doci ce do aliasing efekta, a ucestanost odabiranja se bira tako da jedna komponenta padne oko nule. Ovo je standardna fora u softverskom radiju. Na ovaj nacin od dodatnog hardvera potrebni su samo filtri propusnici opsega, sto i nije neki problem. Nisam razradio ovu ideju do k
 raja, ali bi trebalo da veoma lepo radi. Moze se desiti da se ovim pristupom blago umanji rezolucija po daljini, ali se zato rezolucija po uglu visestruko uvecava (odnos frekvencija noseceg i modulisuceg signala). Ovde treba imati u vidu sirinu prijemne zone, tako da se rezolucija po uglu ne povecava previse, jer preko neke vrednosti dalje povecanje nema smisla.

Eto, to je to.

Na kraju, zelim vam da se lepo provedete na predstojecim zurkama i da naredna godina bude srecnija i uspesnija od ove!

Gruja
-- 
___________________________________________________________
Sign-up for Ads Free at Mail.com
http://promo.mail.com/adsfreejump.htm