поэтапный. CustomAntennaElement

Пользовательский элемент антенны

Описание

Объектные модели phased.CustomAntennaElement элемент антенны с пользовательским шаблоном ответа. Шаблон ответа может быть задан для поляризованных или неполяризованных полей.

Вычислить ответ элемента антенны для заданных направлений:

Задайте и настройте свой пользовательский элемент антенны. Смотрите Конструкцию.
Вызовите step, чтобы вычислить ответ антенны согласно свойствам phased.CustomAntennaElement. Поведение step характерно для каждого объекта в тулбоксе.

Примечание

Запуск в R2016b, вместо того, чтобы использовать метод step, чтобы выполнить операцию, заданную Системой object™, вызывает объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Конструкция

H = phased.CustomAntennaElement создает системный объект, H, чтобы смоделировать элемент антенны с пользовательским шаблоном ответа. То, как шаблон ответа задан, зависит от того, желаема ли поляризация или нет. Шаблон по умолчанию имеет изотропный пространственный ответ.

Чтобы создать неполяризованный шаблон ответа, установите свойство SpecifyPolarizationPattern на false (значение по умолчанию). Затем используйте свойство MagnitudePattern установить шаблон ответа.
Чтобы создать поляризованный шаблон ответа, установите свойство SpecifyPolarizationPattern на true. Затем используйте любой из HorizontalMagnitudePattern, HorizontalPhasePattern, VerticalMagnitudePattern и свойств VerticalPhasePattern установить шаблон ответа.

Выходной ответ метода step зависит от того, установлена ли поляризация или нет.

H = phased.CustomAntennaElement(Name,Value) создает пользовательский объект антенны, H, с каждым заданным набором имени свойства к заданному значению. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

Свойства

`FrequencyVector`	Ответ и вектор частоты шаблона Задайте частоты (в Гц), в котором частотная характеристика и шаблоны антенны должны быть возвращены как 1 L вектором - строкой. Элементы вектора должны быть в увеличивающемся порядке. Элемент антенны не имеет никакого ответа вне частотного диапазона, заданного минимальными и максимальными элементами вектора частоты. Значение по умолчанию: `[0 1e20]`
`AzimuthAngles`	Углы азимута Задайте углы азимута (в градусах) как вектор длины-P. Эти значения являются углами азимута, где пользовательская диаграмма направленности должна быть задана. P должен быть больше, чем 2. Углы азимута должны находиться между-180 ° и 180 ° и быть в строго увеличивающемся порядке. Значение по умолчанию: `[-180:180]`
`ElevationAngles`	Углы повышения Задайте углы повышения (в градусах) как вектор длины-Q. Эти значения являются углами повышения, где пользовательская диаграмма направленности должна быть задана. Q должен быть больше, чем 2. Углы повышения должны находиться между-90 ° и 90 ° и быть в строго увеличивающемся порядке. Значение по умолчанию: `[-90:90]`
`FrequencyResponse`	Частотные характеристики элемента антенны Задайте частотные характеристики в децибелах, измеренных на частотах, заданных в свойстве `FrequencyVector` как 1 L вектором - строкой. L равняется длине вектора, заданного в свойстве `FrequencyVector`. Значение по умолчанию: `[0 0]`
`SpecifyPolarizationPattern`	Поляризованный ответ массивов Когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `false`, элемент антенны передает или получает неполяризованное излучение. В этом случае используйте свойство `MagnitudePattern` установить шаблон ответа антенны. Когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `true`, элемент антенны передает или получает поляризованное излучение. В этом случае используйте свойства `HorizontalMagnitudePattern` и `HorizontalPhasePattern` установить горизонтальный шаблон ответа поляризации и свойства `VerticalMagnitudePattern` и `VerticalPhasePattern` установить вертикальный шаблон ответа поляризации. По умолчанию: false
`MagnitudePattern`	Значение объединенной диаграммы направленности антенн Значение объединенной диаграммы направленности антенн поляризации, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только, когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `false`. Единицы значения находятся в дБ. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в свойстве `FrequencyVector`. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в свойстве `FrequencyVector`. Если шаблон содержит `NaN` в каком-либо азимуте и направлении повышения, это преобразовано в `-Inf`, указав на нулевой ответ в том направлении. Пользовательская антенна возражает интерполяции использования, чтобы оценить ответ антенны в данном направлении. Чтобы избежать ошибок интерполяции, пользовательский шаблон ответа должен содержать углы азимута в области значений степени `[–180,180]`. Установите область значений углов повышения до степеней `[–90,90]`. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0 дБ
`PhasePattern`	Фаза объединенной диаграммы направленности антенн Фаза объединенной диаграммы направленности антенн поляризации, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только, когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `false`. Модули фазы в градусах. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в свойстве `FrequencyVector`. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в свойстве `FrequencyVector`. Пользовательская антенна возражает интерполяции использования, чтобы оценить ответ антенны в данном направлении. Чтобы избежать ошибок интерполяции, пользовательский шаблон ответа должен содержать углы азимута в области значений [–180°,180°]. Установите область значений углов повышения к [–90°,90°]. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0
`HorizontalMagnitudePattern`	Значение горизонтального компонента поляризации диаграммы направленности антенн Значение горизонтального компонента поляризации диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только, когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `true`. Единицы значения находятся в дБ. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в свойстве `FrequencyVector`. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в свойстве `FrequencyVector`. Если шаблон значения содержит `NaN` в каком-либо азимуте и направлении повышения, это преобразовано в `-Inf`, указав на нулевой ответ в том направлении. Пользовательская антенна возражает интерполяции использования, чтобы оценить ответ антенны в данном направлении. Чтобы избежать ошибок интерполяции, пользовательский шаблон ответа должен содержать углы азимута в области значений `[–180,180]°` и углы повышения в области значений `[–90,90]°`. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0 дБ
`HorizontalPhasePattern`	Фаза горизонтального компонента поляризации диаграммы направленности антенн Фаза горизонтального компонента поляризации диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только, когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `true`. Модули фазы в градусах. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в свойстве `FrequencyVector`. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в свойстве `FrequencyVector`. Пользовательская антенна возражает интерполяции использования, чтобы оценить ответ антенны в данном направлении. Чтобы избежать ошибок интерполяции, пользовательский шаблон ответа должен содержать углы азимута в области значений `[–180,180]°` и углы повышения в области значений `[–90,90]°`. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0 °
`VerticalMagnitudePattern`	Значение вертикального компонента поляризации диаграммы направленности антенн Значение вертикального компонента поляризации диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только, когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `true`. Единицы значения находятся в дБ. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в свойстве `FrequencyVector`. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в свойстве `FrequencyVector`. Если шаблон содержит `NaN` в каком-либо азимуте и направлении повышения, это преобразовано в `-Inf`, указав на нулевой ответ в том направлении. Пользовательская антенна возражает интерполяции использования, чтобы оценить ответ антенны в данном направлении. Чтобы избежать ошибок интерполяции, пользовательский шаблон ответа должен содержать углы азимута в range`[–180,180]°` и углы повышения в области значений `[–90,90]°`. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0 дБ
`VerticalPhasePattern`	Фаза вертикального компонента поляризации диаграммы направленности антенн Фаза вертикального компонента поляризации диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только, когда свойство `SpecifyPolarizationPattern` установлено в `true`. Модули фазы в градусах. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в свойстве `FrequencyVector`. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в свойстве `FrequencyVector`. Пользовательская антенна возражает интерполяции использования, чтобы оценить ответ антенны в данном направлении. Чтобы избежать ошибок интерполяции, пользовательский шаблон ответа должен содержать углы азимута в области значений `[–180,180]°` и углы повышения в области значений `[–90,90]°`. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0 °
`MatchArrayNormal`	Совпадайте с элементом, нормальным, чтобы выстроить нормальный Установите это свойство на `true` выравнивать элемент антенны к нормальному массиву. Шаблон антенны вращается так, чтобы x - ось системы координат элемента указала вдоль нормального массива. Это свойство используется только, когда элемент антенны принадлежит массиву. Используйте свойство в сочетании со свойством `ArrayNormal` Системных объектов `phased.UCA` и `phased.URA`. Установите это свойство на `false` использовать шаблон элемента без вращения. Значением по умолчанию является `true`.

Методы

направленность	Направленность пользовательского элемента антенны
isPolarizationCapable	Возможность поляризации
шаблон	Постройте пользовательскую направленность элемента антенны и шаблоны
patternAzimuth	Постройте пользовательскую направленность элемента антенны или шаблон по сравнению с азимутом
patternElevation	Постройте пользовательскую направленность элемента антенны или шаблон по сравнению с повышением
plotResponse	Постройте шаблон ответа антенны
шаг	Выведите ответ элемента антенны

Характерный для всех системных объектов
`release`	Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Примеры

развернуть все

Ответ и направленность пользовательской антенны

Скрипт Open Live Script

Создайте пользовательскую антенну с шаблоном косинуса. Затем постройте сокращение повышения ответа степени антенны.

Пользовательский шаблон является всенаправленным в направлении азимута и имеет шаблон косинуса в направлении повышения. Примите, что антенна действует на уровне 1 ГГц. Получите ответ в азимуте на 20 ° и повышение на 30 °.

fc = 1e9;
azang = -180:180;
elang = -90:90;
magpattern = mag2db(repmat(cosd(elang)',1,numel(azang)));
phasepattern = zeros(size(magpattern));
antenna = phased.CustomAntennaElement('AzimuthAngles',azang, ...
    'ElevationAngles',elang,'MagnitudePattern',magpattern, ...
    'PhasePattern',phasepattern);
resp = antenna(fc,[20;30])

resp = 0.8660

Постройте сокращение повышения ответа степени.

pattern(antenna,fc,20,-90:90,'CoordinateSystem','polar','Type','powerdb')

Постройте сокращение повышения направленности.

pattern(antenna,fc,20,-90:90,'CoordinateSystem','polar','Type','directivity')

Диаграмма направленности антенн в координатах U-V

Скрипт Open Live Script

Задайте пользовательскую антенну на u-v пробеле. Затем вычислите и постройте ответ.

Задайте диаграмму направленности (в дБ) антенны с точки зрения u и координат v в модульном кругу.

u = -1:0.01:1;
v = -1:0.01:1;
[u_grid,v_grid] = meshgrid(u,v);
pat_uv = sqrt(1 - u_grid.^2 - v_grid.^2);
pat_uv(hypot(u_grid,v_grid) >= 1) = 0;

Создайте антенну с этой диаграммой направленности. Преобразуйте координаты u-v в координаты повышения и азимуту.

[pat_azel,az,el] = uv2azelpat(pat_uv,u,v);
array = phased.CustomAntennaElement('AzimuthAngles',az,'ElevationAngles',el, ...
    'MagnitudePattern',mag2db(pat_azel),'PhasePattern',45*ones(size(pat_azel)));

Вычислите ответ в направлении u = 0.5, v = 0. Примите, что антенна действует на уровне 1 ГГц. Вывод метода шага находится в линейных модулях.

dir_uv = [0.5;0];
dir_azel = uv2azel(dir_uv);
fc = 1e9;
resp = array(fc,dir_azel)

resp = 0.6124 + 0.6124i

Постройте 3D ответ в координатах u-v.

pattern(array,fc,[-1:.01:1],[-1:.01:1],'CoordinateSystem','uv','Type','powerdb')

Отобразите ответ антенны как линейный график в координатах u-v.

pattern(array,fc,[-1:.01:1],0,'CoordinateSystem','uv','Type','powerdb')

Поляризованные диаграммы направленности антенн

Скрипт Open Live Script

Смоделируйте короткую дипольную антенну, ориентированную вперед $x$ - ось локальной системы координат антенны. Для этого типа антенны горизонтальными и вертикальными составляющими электрического поля дают $E_{H} = \frac{j ω μ I L}{4 π r} \sin (a z)$ и $E_{V} = - \frac{j ω μ I L}{4 π r} \sin (e l) потому что (a z)$ .

Задайте нормированную диаграмму направленности короткой дипольной антенны условия азимута, $a z$ , и повышение, $e l$ , координаты. Вертикальные и горизонтальные диаграммы направленности нормированы к максимуму единицы.

az = [-180:180];
el = [-90:90];
[az_grid,el_grid] = meshgrid(az,el);
horz_pat_azel = ...
    mag2db(abs(sind(az_grid)));
vert_pat_azel = ...
    mag2db(abs(sind(el_grid).*cosd(az_grid)));

Настройте антенну. Задайте свойство SpecifyPolarizationPattern произвести поляризованное излучение. Кроме того, используйте свойства HorizontalMagnitudePattern и VerticalMagnitudePattern задать значения значения шаблона. Свойства HorizontalPhasePattern и VerticalPhasePattern берут значения по умолчанию нуля.

sCust = phased.CustomAntennaElement(...
    'AzimuthAngles',az,'ElevationAngles',el,...
    'SpecifyPolarizationPattern',true,...
    'HorizontalMagnitudePattern',horz_pat_azel,...
    'VerticalMagnitudePattern',vert_pat_azel);

Примите, что антенна действует на уровне 1 ГГц.

fc = 1e9;

Отобразите вертикальный шаблон ответа.

pattern(sCust,fc,[-180:180],[-90:90],...
    'CoordinateSystem','polar',...
    'Type','powerdb',...
    'Polarization','V')

Отобразите горизонтальный шаблон ответа.

pattern(sCust,fc,[-180:180],[-90:90],...
    'CoordinateSystem','polar',...
    'Type','powerdb',...
    'Polarization','H')

Объединенный ответ поляризации, показанный ниже, иллюстрирует $x$ - пустой указатель оси диполя.

pattern(sCust,fc,[-180:180],[-90:90],...
    'CoordinateSystem','polar',...
    'Type','powerdb',...
    'Polarization','combined')

Совпадайте с пользовательской антенной, нормальной к нормальному массиву

Скрипт Open Live Script

Задайте пользовательскую антенну на u-v пробеле. Покажите, как шаблон ответа массивов затронут выбором свойства MatchArrayNormal phased.CustomAntennaElement.

Задайте шаблон ответа (в дБ) антенны как функция u и координат v в модульном кругу. Антенна действует на уровне 1 ГГц.

fc = 1e9;
c = physconst('LightSpeed');
u = -1:0.01:1;
v = -1:0.01:1;
[u_grid,v_grid] = meshgrid(u,v);
pat_uv = sqrt(1 - u_grid.^2 - v_grid.^2);
pat_uv(hypot(u_grid,v_grid) >= 1) = 0;

Создайте пользовательскую антенну с этим шаблоном. Преобразуйте координаты u-v в координаты повышения и азимуту. Установите MatchArrayNormal на false.

[pat_azel,az,el] = uv2azelpat(pat_uv,u,v);
element = phased.CustomAntennaElement('AzimuthAngles',az,'ElevationAngles',el, ...
    'MagnitudePattern',mag2db(pat_azel),'PhasePattern',45*ones(size(pat_azel)), ...
    "MatchArrayNormal",false);

Создайте 3х3 URA с этим элементом и отобразите шаблон антенны в 3-D полярных координатах. Интервал элемента является половиной длины волны. Массив нормальные точки вдоль оси Y.

lam = c/fc;
array = phased.URA('Element',element,'Size',[3 3],'ElementSpacing', ...
    [lam/2 lam/2],'ArrayNormal','y');
pattern(array,fc,-180:180,-90:90,'PropagationSpeed',c, ...
    'CoordinateSystem','polar','Type','powerdb','Normalize',true)

Шаблон показывает взаимодействие между шаблоном элемента, указывающим вдоль оси X и шаблоном массивов, указывающим вдоль оси Y.

Создайте другую пользовательскую антенну с той же диаграммой направленности. Установите MatchArrayNormal на истину. Затем создайте другой массив с этим элементом.

element2 = phased.CustomAntennaElement('AzimuthAngles',az,'ElevationAngles',el, ...
    'MagnitudePattern',mag2db(pat_azel),'PhasePattern',45*ones(size(pat_azel)), ...
    "MatchArrayNormal",true);
array2 = phased.URA('Element',element2,'Size',[3 3],'ElementSpacing', ...
    [lam/2 lam/2],'ArrayNormal','y');
pattern(array2,fc,-180:180,-90:90,'PropagationSpeed',c, ...
    'CoordinateSystem','polar','Type','powerdb','Normalize',true)

Этот шаблон показывает выровненный элемент и шаблоны массивов, указывающие вдоль оси Y.

Алгоритмы

Общий ответ пользовательского элемента антенны является комбинацией своей частотной характеристики и пространственного ответа. phased.CustomAntennaElement вычисляет оба ответа с помощью самой близкой соседней интерполяции, и затем умножает ответы, чтобы сформировать общий ответ.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

pattern, patternAzimuth, patternElevation и методы plotResponse не поддержаны.
Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Документация

поэтапный. CustomAntennaElement

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

Ответ и направленность пользовательской антенны

Диаграмма направленности антенн в координатах U-V

Поляризованные диаграммы направленности антенн

Совпадайте с пользовательской антенной, нормальной к нормальному массиву

Алгоритмы

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Представленный в R2012a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

Документация

поэтапный. CustomAntennaElement

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

Ответ и направленность пользовательской антенны

Диаграмма направленности антенн в координатах U-V

Поляризованные диаграммы направленности антенн

Совпадайте с пользовательской антенной, нормальной к нормальному массиву

Алгоритмы

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Представленный в R2012a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.