Exponenta Banner

поэтапный. WidebandRadiator

Широкополосный теплоотвод сигнала

расширьте все на странице

Описание

Система phased.WidebandRadiator object™ реализует широкополосный теплоотвод сигнала. Теплоотвод преобразовывает сигналы в излученные wavefields, переданные от массивов и отдельных элементов датчика, таких как антенны, элементы микрофона и преобразователи гидролокатора. Теплоотвод вывод представляет поля на ссылочном расстоянии одного метра от центра фазы элемента или массива. Алгоритм делит сигнал в каждом элементе в поддиапазоны частоты и применяет узкополосную задержку к каждому сигналу с помощью приближения сдвига фазы. Затем задержанные поддиапазоны когерентно добавляются, чтобы создать выходной сигнал. Можно затем распространить сигналы к далекому полевому использованию, например, phased.WidebandFreeSpace, phased.WidebandLOSChannel или Системным объектам phased.WidebandTwoRayChannel. Можно использовать этот объект для

  • модель излучила сигналы, как поляризовано или не поляризовано поля в зависимости от ли элемент или поляризация поддержки массивов и значение свойства Polarization. Используя поляризацию, можно передать сигнал как поляризованное электромагнитное поле или передать два независимых сигнала с помощью двойной поляризации.

  • образцовые акустические излученные поля при помощи неполяризованного микрофона и элементов массива преобразователя гидролокатора и путем установки Поляризации на 'None'. Необходимо также установить PropagationSpeed на значение, подходящее для носителя.

  • излучите поля от подмассивов, созданных объектами phased.PartitionedArray и phased.ReplicatedSubarray. Можно регулировать все подмассивы в том же направлении с помощью Держащегося углового аргумента, STEERANG, или регулировать каждый подмассив в различном направлении с помощью аргумента весов элемента Подмассива, WS. Теплоотвод распределяет степени сигнала одинаково среди элементов каждого подмассива.

Излучать сигналы:

  1. Создайте объект phased.WidebandRadiator и установите его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

radiator = phased.WidebandRadiator
radiator = phased.WidebandRadiator(Name,Value)

Описание

radiator = phased.WidebandRadiator создает широкополосный объект теплоотвода сигнала, radiator, со значениями свойств по умолчанию.

radiator = phased.WidebandRadiator(Name,Value) создает широкополосный теплоотвод сигнала с каждым набором свойства Name к заданному Value. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN). Заключите каждое имя свойства в одинарные кавычки.

Пример: radiator = phased.WidebandRadiator('Sensor',phased.URA,'CarrierFrequency',300e6) устанавливает сенсорную матрицу на универсальный прямоугольный массив (URA) со значениями свойств URA по умолчанию. Формирователь луча имеет несущую частоту 300 МГц.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и функция release разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

Элемент датчика или сенсорная матрица, заданная как Системный объект, принадлежащий Phased Array System Toolbox. Сенсорная матрица может содержать подмассивы.

Пример: phased.URA

Скорость распространения сигнала, заданная как положительная скалярная величина. Модули исчисляются в метрах в секунду. Скорость распространения по умолчанию является значением, возвращенным physconst('LightSpeed'). Смотрите physconst.

Пример: 3e8

Типы данных: double

Частота дискретизации сигнала, заданная как положительный скаляр с действительным знаком. Модули находятся в герц.

Пример: 1e6

Типы данных: double

Несущая частота, заданная как положительный скаляр с действительным знаком. Модули находятся в герц.

Пример: 1e6

Типы данных: double

Количество обработки поддиапазонов, заданных как положительное целое число.

Пример: 128

Типы данных: double

Мера по усилению датчика, заданная как 'dB' или 'dBi'.

  • Когда вы устанавливаете это свойство на 'dB', степень входного сигнала масштабируется шаблоном степени датчика (в дБ) в соответствующем направлении и затем объединяется.

  • Когда вы устанавливаете это свойство на 'dBi', степень входного сигнала масштабируется шаблоном направленности (в dBi) в соответствующем направлении и затем объединяется. Эта опция полезна когда это необходимо, чтобы сравнить результаты со значениями, вычисленными основным уравнением радиолокации, которое использует dBi, чтобы задать усиление антенны. Вычисление с помощью опции 'dBi' является дорогим, когда это требует, чтобы интегрирование по всем направлениям вычислило общую излученную степень датчика.

Типы данных: char

Настройка поляризации, заданная как 'None', 'Combined' или 'Dual'. Когда вы устанавливаете это свойство на 'None', выходное поле рассматривается скалярным полем. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Combined', излученные поля поляризованы и интерпретированы как один сигнал в свойственной поляризации датчика. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Dual', H и компоненты поляризации V излученного поля являются независимыми сигналами.

Пример: 'Dual'

Типы данных: char

Включите вход весов, заданный как false или true. Когда true, используйте объектный входной параметр W, чтобы задать веса. Веса применяются к отдельным элементам массива (или на уровне подмассива, когда подмассивы поддерживаются).

Типы данных: логический

Использование

Синтаксис

Y = radiator(X,ANG)
Y = radiator(X,ANG,LAXES)
Y = radiator(XH,XV,ANG,LAXES)
Y = radiator(___,W)
Y = radiator(___,STEERANG)
Y = radiator(___,WS)
Y = radiator(X,ANG,LAXES,W,STEERANG)

Описание

пример

Y = radiator(X,ANG) излучает X сигнала в направлениях, заданных ANG. Для каждого направления метод вычисляет излученный сигнал, Y, путем подведения итогов вкладов каждого элемента или подмассива.

пример

Y = radiator(X,ANG,LAXES) также задает систему локальной координаты теплоотвода, LAXES. Этот синтаксис применяется, когда вы устанавливаете свойство Polarization на 'Combined'.

Y = radiator(XH,XV,ANG,LAXES) задает сигнал порта горизонтальной поляризации, XH, и сигнал порта вертикальной поляризации, XV. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Polarization на 'Dual'.

Y = radiator(___,W) также задает W как веса подмассива или элемент массива. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство WeightsInputPort на true.

Y = radiator(___,STEERANG) также задает STEERANG как руководящий угол подмассива. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Sensor на массив, который поддерживает подмассивы и устанавливает свойство SubarraySteering того массива или к 'Phase' или к 'Time'.

Y = radiator(___,WS) также задает WS, когда веса применились к каждому элементу в каждом подмассиве. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Sensor на массив, который поддерживает подмассивы и устанавливает SubarraySteering того массива к 'Custom'.

Можно объединить дополнительные входные параметры, когда их свойства включения установлены, например, Y = radiator(X,ANG,LAXES,W,STEERANG) объединения несколько входных параметров. Дополнительные входные параметры должны быть перечислены в том же порядке как порядок свойств включения.

Входные параметры

развернуть все

Сигнал изойти, заданный как M с комплексным знаком-by-1 векторный или M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной сигнала, и N является количеством элементов массива (или подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

Размерности X

РазмерностьСигнал
M-by-1 вектор

Тот же сигнал излучен от всех элементов массива (или все подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

M-by-N matrixКаждый столбец соответствует сигналу, излученному соответствующим элементом массива (или соответствующие подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

Размер первой размерности входной матрицы может отличаться, чтобы моделировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсной формы волны с переменной импульсной частотой повторения.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Polarization на 'None' или 'Combined'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Излучение направлений сигналов, заданных как 2 с действительным знаком L матрицей. Каждый столбец задает исходящее направление в форме [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угол азимута должен находиться между-180 ° и 180 °, включительно. Угол повышения должен находиться между-90 ° и 90 °, включительно. Модули в градусах.

Пример: [30,20;45,0]

Типы данных: double

Система локальной координаты, заданная как 3х3 ортогональная матрица с действительным знаком. Столбцы матрицы задают ортонормированный x системы локальной координаты, y и оси z относительно глобальной системы координат.

Пример: rotx(30)

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Polarization на 'Combined' или 'Dual'.

Типы данных: double

Порт H-поляризации сигнализирует, чтобы изойти, заданный как M с комплексным знаком-by-1 векторный или M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной сигнала, и N является количеством элементов массива (или подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

Размерности XH

РазмерностьСигнал
M-by-1 вектор

Тот же сигнал излучен от всех элементов массива (или все подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

M-by-N matrixКаждый столбец соответствует сигналу, излученному соответствующим элементом массива (или соответствующие подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

Размерности и размеры XH и XV должны быть тем же самым.

Размер первой размерности входной матрицы может отличаться, чтобы моделировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсной формы волны с переменной импульсной частотой повторения.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Polarization на 'Dual'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Порт V-поляризации сигнализирует, чтобы изойти, заданный как M с комплексным знаком-by-1 векторный или M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной сигнала, и N является количеством элементов массива (или подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

Размерности XV

РазмерностьСигнал
M-by-1 вектор

Тот же сигнал излучен от всех элементов массива (или все подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

M-by-N matrixКаждый столбец соответствует сигналу, излученному соответствующим элементом массива (или соответствующие подмассивы, когда подмассивы поддерживаются).

Размерности и размеры XH и XV должны быть тем же самым.

Размер первой размерности входной матрицы может отличаться, чтобы моделировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсной формы волны с переменной импульсной частотой повторения.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Polarization на 'Dual'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Элемент или веса подмассива, заданные как N с комплексным знаком-by-1 вектор-столбец, где N является количеством элементов массива (или подмассивы когда подмассивы поддержки массивов).

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство WeightsInputPort на true.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Веса элемента подмассива, заданные как N с комплексным знаком матрица SE-by-N или 1 N массивом ячеек, где N является количеством подмассивов. Эти веса применяются к отдельным элементам в подмассиве.

Веса элемента подмассива

Сенсорная матрицаВеса подмассива
phased.ReplicatedSubarray

Все подмассивы имеют те же размерности и размеры. Затем веса подмассива формируют матрицу SE-by-N N. N SE является числом элементов в каждом подмассиве и N, является количеством подмассивов. Каждый столбец WS задает веса для соответствующего подмассива.

phased.PartitionedArray

Подмассивы не могут иметь тех же размерностей и размеров. В этом случае можно задать веса подмассива как

  • матрица SE-by-N N, где N SE является теперь числом элементов в самом большом подмассиве. Первые записи Q в каждом столбце являются весами элемента для подмассива, где Q является числом элементов в подмассиве.

  • 1 N массивом ячеек. Каждая ячейка содержит вектор-столбец весов для соответствующего подмассива. Вектор-столбцы имеют длины, равные числу элементов в соответствующем подмассиве.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Sensor на массив, который содержит подмассивы и устанавливает свойство SubarraySteering массива к 'Custom'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Руководящий угол подмассива, заданный как длина 2 вектор-столбца. Вектор имеет форму [azimuthAngle;elevationAngle]. Угол азимута должен быть между-180 ° и 180 °, включительно. Угол повышения должен быть между-90 ° и 90 °, включительно. Модули в градусах.

Пример: [20;15]

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Sensor на массив, который поддерживает подмассивы и устанавливает свойство SubarraySteering того массива или к 'Phase' или к 'Time'

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

Излученные сигналы, заданные как M с комплексным знаком-by-L матрица или 1 L массивом ячеек, где L является количеством исходящих углов, ANG. M является длиной входного сигнала, X.

  • Если значение свойства Поляризации установлено в 'None', выходной аргумент, Y является M-by-L матрица.

  • Если значение свойства Поляризации установлено в 'Combined' или 'Dual', Y является 1 L массивом ячеек структур. Каждая ячейка соответствует отдельному сигналу излучения. Каждый struct содержит три вектор-столбца, содержащие X, Y и компоненты Z поляризованных полей, заданных относительно глобальной системы координат.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

stepЗапустите алгоритм Системного объекта
releaseВысвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
resetСбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

развернуть все

Скрипт Open Live Script

Создайте URA 5 на 5 и расположите элементы с интервалами половина длины волны независимо. Длина волны соответствует частоте проекта 300 МГц.

Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным синтаксисом step. Например, замените myObject(x) на step(myObject,x).

Создайте массив URA 5 на 5 элементов косинуса

c = physconst('LightSpeed');
fc = 100e6;
lam = c/fc;
antenna = phased.CosineAntennaElement('CosinePower',[2,2]);
array = phased.URA('Element',antenna,'Size',[5,5],'ElementSpacing',[0.5,0.5]*lam);

Создайте и излучите широкополосный сигнал

Излучите широкополосный сигнал, состоящий из трех синусоид в 2, 10 и 11 МГц. Установите уровень выборки на 25 МГц. Излучите поля в два направления: (30,10) азимут степеней и повышение и (20,50) азимут степеней и повышение.

fs = 25e6;
f1 = 2e6;
f2 = 10e6;
f3 = 11e6;
dt = 1/fs;
Tsig = 100e-6;
t = [0:dt:Tsig];
sig = 5.0*sin(2*pi*f1*t) + 2.0*sin(2*pi*f2*t + pi/10) + 4*sin(2*pi*f3*t + pi/2); 
radiatingangles = [30 10; 20 50]';
radiator = phased.WidebandRadiator('Sensor',array,'CarrierFrequency',fc,'SampleRate',fs);
radsig = radiator(sig.',radiatingangles);

Постройте излученный сигнал

Постройте входной сигнал к теплоотводу и излученным сигналам.

plot(t(1:300)*1e6,real(sig(1:300)))
hold on
plot(t(1:300)*1e6,real(radsig(1:300,1)))
plot(t(1:300)*1e6,real(radsig(1:300,2)))
hold off
xlabel('Time (\mu sec)')
ylabel('Amplitude')
legend('Input signal','Radiate to (30,10)','Radiate to (20,50)')

Постройте спектры сигнала, который излучен к (30,10) степени.

periodogram(real(radsig(:,1)),rectwin(size(radsig,1)),4096,fs);

Скрипт Open Live Script

Исследуйте поляризованное поле, произведенное широкополосным теплоотводом из универсального массива строки (ULA) с пятью элементами, состоявшего из элементов антенны короткого диполя.

Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным синтаксисом step. Например, замените myObject(x) на step(myObject,x).

Настройте ULA пяти антенн короткого диполя с включенной поляризацией. Интервал элемента установлен в 1/2 длину волны несущей частоты. Создайте широкополосный теплоотвод System object(TM).

fc = 100e6;
c = physconst('LightSpeed');
lam = c/fc;
antenna = phased.ShortDipoleAntennaElement;
array = phased.ULA('Element',antenna,'NumElements',5,'ElementSpacing',lam/2);

Излучите сигнал, состоящий из суммы трех синусоид. Излучите сигнал в два различных направления. Излученные углы являются азимутом и углами повышения, заданными относительно системы локальной координаты. Система локальной координаты задана 10 вращениями степени вокруг оси X от глобальных координат.

fs = 25e6;
f1 = 2e6;
f2 = 10e6;
f3 = 11e6;
dt = 1/fs;
fc = 100e6;
t = [0:dt:100e-6];
sig = 5.0*sin(2*pi*f1*t) + 2.0*sin(2*pi*f2*t + pi/10) + 4*sin(2*pi*f3*t + pi/2);
radiatingAngle = [30 30; 0 20];
laxes = rotx(10);
radiator = phased.WidebandRadiator('Sensor',array,'SampleRate',fs,...
    'CarrierFrequency',fc,'Polarization','Combined');
y = radiator(sig.',radiatingAngle,laxes);

Постройте первые 200 выборок y и z компоненты поляризованного полевого распространения в направлении [30,0].

plot(10^6*t(1:200),real(y(1).Y(1:200)))
hold on
plot(10^6*t(1:200),real(y(1).Z(1:200)))
hold off
xlabel('Time (\mu sec)')
ylabel('Amplitude')
legend('Y Polarization','Z Polarization')

Больше о

развернуть все

Расширенные возможности

Смотрите также

| | |

Введенный в R2015b

Документация Phased Array System Toolbox
Поддержка