Impulso trasmesso

L’impulso trasmesso dipende dal tipo di sonar che viene impiegato (figura 1.5). Un sonar ad onda continua, trasmette un segnale sinusoidale di durata pari a T, e frequenza f. La risoluzione, parametro che dipende dalla durata dell’impulso in uscita dal filtro adattato, è pari a \(\Delta R=cT/2\), come detto nel paragrafo 1.2. L’espressione dell’impulso trasmesso è:

\(S(t)=A\sin \left( 2\pi {{f}_{0}}t \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,if\,\,0<t<T\)

La risoluzione può migliorare, a parità di durata T dell’impulso trasmesso, se si utilizzano sonar a compressione analogica (segnali “Chirp”). L’espressione dell’impulso trasmesso è la seguente:

\(S(t)=A\sin \left( 2\pi \left( {{f}_{0}}+m\frac{t-T}{2} \right)t \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,if\,\,0<t<T\)

La frequenza dell’impulso ha un andamento lineare:

\(f(t)={{f}_{0}}+m\left( t-\frac{T}{2} \right)\)

La risoluzione in questo caso, può essere aumentata a parità di T e quindi di energia trasmessa, allargando la banda. L’espressione della risoluzione across-track di un sonar Chirp è la seguente:

\(\Delta R=\frac{c}{2B}\)

La banda, è pari a: \(B=mT\). In figura 1.5 sono mostrati alcuni impulsi tipicamente utilizzati in applicazioni sonar.

Figura 1.5 Tipi di impulsi
Figura 1.5 Tipi di impulsi

Simulatore side scan sonar

Autore del software sviluppato in MATLAB:  Ing Casparriello Marco 

Capitolo 1   Side Scan Sonar – Principi di funzionamento

1.1       Introduzione

1.2       Risoluzione

1.3       Impulso trasmesso

1.4       Schema a blocchi di un side scan sonar

1.5       Post-Elaborazione del segnale ricevuto

1.6       L’equazione del sonar

1.7       Unità di misura.

Capitolo 2    Parametri acustici in ambiente marino.

2.1       Introduzione.

2.2       Velocità del suono.

2.3       Attenuazione per assorbimento.

2.4       Effetto di curvatura dei raggi

2.5       Riflessione.

2.6       Scattering.

2.7       Legge di Lambert

2.8       Ombre acustiche.

Capitolo 3  Descrizione del Software MATLAB.

3.1       Schema di principio del simulatore.

3.2       Modelli Teorici Simulatori Sonar

3.3       Approccio cell scattering.

3.4       Parametri di ingresso e approssimazioni

3.5       Generazione della rugosità del fondale.

3.6       Batimetria.

3.7       Posizionamento di oggetti sul fondale.

3.8       Backscattering.

3.9       Algoritmo di individuazione dei punti in ombra.

3.10     Impronta a terra e divisione in celle di risoluzione.

3.11     Simulazione del movimento del sonar

3.12     Algoritmo di correzione per i punti a quota non nulla 

3.13     Aggiunta del rumore.

Capitolo 4  Risultati e Simulazioni MATLAB

4.1  Risultati e  Simulazioni.

Appendici

Appendice A.

Appendice B.

Appendice C.

Riferimenti

[1]  Paul C. Etter, Underwater Acoustic Modelling  and  Simulation, third edition. Spon Press, 2003

[2]  BLONDEL, Philippe. The handbook of sidescan sonar. Springer, 2007

[3]  GODDARD, Robert P. The sonar simulation toolset, release 4.6: Science, mathematics, and algorithms. WASHINGTON UNIV SEATTLE APPLIED PHYSICS LAB, 2008.

[4]  ETTER, Paul C. A review of recent developments in underwater acoustic modeling. The Journal of the Acoustical Society of America, 2011, 129: 2631

[5]  JACKSON, Darrell R.; RICHARDSON, Michael; RICHARDSON, M. Michael D. High-frequency seafloor acoustics. Springer Science+ Business Media, 2006

[6]  LURTON, Xavier. An introduction to underwater acoustics: principles and applications. Springer-Praxis, 2002.

[7] SOWMYA, S. T. V. Study of Reverberation Time Series and Echo Detection Algorithm in Reverberation Limited Scenarios

[8] HODGKISS JR, W. An oceanic reverberation model. Oceanic Engineering, IEEE Journal of, 1984, 9.2: 63-72.

[9] AINSLIE, Michael. Principles of sonar performance modelling. Springer, 2010.

[10] PORTER, Michael B.; LIU, Yong-Chun. Finite-element ray tracing, theoretical and computational acoustics. World Scientific Publishing Co, 1994, 2: 90.

[11] Finn B. Jensen, William A. Kuperman, Michael B. Porter, Henrik Schmidt Computational Ocean Acoustics, 2th edition, 2011, Springer

[12] By Gorm Wendelboe, (2007). Acoustical Identification of Sea-Mines.Ph.D.
Thesis. Technical University of Denmark: Oersted(DTU)

[13] HODGES, Richard P. Underwater acoustics: Analysis, design and performance of sonar. Wiley, 2011