Направление прибытия с Beamscan и MVDR
Этот пример показывает, как использовать beamscan и методы минимального отклонения ответа без искажений (MVDR) для оценки направления прибытия (DOA) Simulink®. Это основано на Направлении MATLAB® в качестве примера Оценки Прибытия с Beamscan, MVDR и MUSIC.
Доступные реализации в качестве примера
Этот пример включает две модели Simulink®:
Beamscan и MVDR Direction Оценки Прибытия на ULA: slexBeamscanMVDRDOAExample.slx
Beamscan и MVDR Direction Оценки Прибытия на URA: slex2DBeamscanMVDRDOAExample.slx
Beamscan и MVDR Direction оценки прибытия на ULA
Этот пример моделирует прием двух узкополосных инцидентных сигналов на однородно линейной антенной решетке с 10 элементами (ULA). Оба источника сигнала расположены при 0 повышениях степеней. Один источник сигнала перемещается от 30 азимутов степеней до 50 градусов и назад. Другой источник сигнала, с 3 дБ меньше степени, перемещается в противоположное направление. После симуляции приема сигналов и добавления шума, вычисляются beamscan и спектры MVDR. Поскольку ULA симметричен вокруг своей оси, алгоритм DOA не может исключительно определить азимут и повышение. Поэтому результаты, возвращенные этими средствами оценки DOA, в форме поперечных углов. В этом примере, потому что повышение источников в 0 градусах и области сканирования, между-90 до 90 градусов, разворот и углы азимута являются тем же самым.
Модель состоит из симуляции сигнала, сопровождаемой обработкой DOA. Блоки, используемые в модели:
Симуляция сигнала
Random Source- Блоки маркировалиSignal1, иSignal2генерируют Гауссовы векторы, чтобы моделировать переданную степень узкополосных плоских волн. Сигналы буферизуются на 300 выборках на кадр.Concatenate- Конкатенации выходных параметровRandom Sourceблокируются в 2 матрицы столбца.Чтения блока
Signal directions-Signal From Workspaceиз рабочей области, направления прибытия в градусах каждого сигнализируют. Блок выводит вектор 2 углов, однажды на кадр.Narrowband Rx Array- Моделирует сигналы, полученные в ULA. Первый вход к этому блоку является матрицей с 2 столбцами. Каждый столбец соответствует одной из полученных плоских волн. Второй вход (Угол) является вектором с 2 элементами, который задает инцидентное направление в антенной решетке соответствующих плоских волн. Настройка антенной решетки содержится в переменной рабочей области MATLAB®, созданной скриптом помощника. Эта переменная используется во вкладкеSensor Arrayдиалогового окна. Используя переменную облегчает совместно использовать настройку антенной решетки через несколько блоков.
Receiver Preamp- Добавляют тепловые помехи к полученному сигналу.
Обработка DOA
ULA MVDR Spectrum- Вычисляет пространственный спектр входящих узкополосных сигналов с помощью алгоритма MVDR. Этот блок также вычисляет направление прибытия входящих сигналов.
ULA Beamscan Spectrum- Вычисляет пространственный спектр входящих узкополосных сигналов путем сканирования области с помощью узкополосного обычного формирователя луча. Этот блок также вычисляет направление прибытия входящих сигналов.
Исследование примера
Несколько диалоговых параметров модели вычисляются функцией помощника helperslexBeamscanMVDRDOAParam. Чтобы открыть функцию из модели, нажмите на блок Modify Simulation Parameters. Эта функция выполняется однажды, когда модель загружается. Это экспортирует в рабочую область структуру, на поля которой ссылаются диалоговые окна. Чтобы изменить любые параметры, или измените значения в структуре в командной строке или отредактируйте функцию помощника и повторно выполните его, чтобы обновить структуру параметра.
Результаты и отображения
beamscan спектр обновляется, когда источники двигают друг друга. Спектр показывает два широких peaks с различными значениями, перемещающимися в противоположные направления.
Когда источники являются приблизительно 10 градусами независимо, слияние peaks и DOA сигналов ясно не отличают. Расчетный DOA начнет дрейфовать от фактических значений, как показано в отображениях. Когда два сигнала прибывают от направлений, разделенных меньше, чем ширина луча, их DOA не может быть разрешен точно с помощью beamscan метода.
Спектр MVDR, с другой стороны, имеет более высокое разрешение. Peaks в спектре является более узким и может быть отличен, даже когда источники очень друг близко к другу. Алгоритм MVDR очень чувствителен к местоположениям источников. Это пытается отфильтровать сигналы, которые не расположены точно в одном из углов сканирования, заданных на блоке ULA MVDR Spectrum. Peaks является самым большим, когда источники расположены в одном из заданных углов сканирования. Они будут пульсировать, когда источники перемещаются от одного из заданных углов сканирования другому.
Beamscan и MVDR Direction оценки прибытия на URA
Этот пример заменяет настройку ULA предыдущего примера с 10 5 однородно прямоугольными антенными решетками (URA). Один источник сигнала перемещается от 30 азимутов степеней, 10 повышений степеней к 50 азимутам степеней,-5 повышений степеней. Другой источник сигнала, с 3 дБ меньше степени, перемещается в противоположное направление. Прямоугольные массивы позволяют средствам оценки DOA определять и азимут и повышение. Матричные средства просмотра используются вместо векторных осциллографов, чтобы визуализировать 2 размерных пространственных спектра. Все остальное подобно предыдущему примеру.
Исследование примера
Функция помощника, используемая для этого примера, является helperslex2DBeamscanMVDRDOAParam. Чтобы открыть функцию из модели, нажмите на блок Modify Simulation Parameters.
Результаты и отображения
Результаты подобны предыдущему примеру. beamscan спектр обновляется, когда источники двигают друг друга. Спектр показывает два широких peaks с различными значениями, перемещающимися в противоположные направления.
Когда источники являются приблизительно 10 градусами независимо, слияние peaks и DOA сигналов ясно не отличают.
Здесь спектр MVDR может все еще отличить оба peaks.
