Объект phased.ReceiverPreamp позволяет вам смоделировать эффекты усиления и компонентно-ориентированного шума на отношении сигнал-шум (SNR) полученных сигналов. phased.ReceiverPreamp работает с основополосными сигналами. Объект не предназначается к образцовым системным эффектам на этапам промежуточной частоты (IF) или РФ.
Объект phased.ReceiverPreamp имеет следующие модифицируемые свойства:
EnableInputPort — Логическое свойство, которое позволяет вам задать, когда получатель работает или прочь. Введите фактическое состояние получателя как вектор к step. Это свойство полезно при моделировании моностатической радиолокационной системы. В моностатическом радаре важно гарантировать, что передатчик и получатель не действуют одновременно. Смотрите phased.Transmitter и Передатчик.
Gain — Получите в дБ (GdB)
LossFactor — Коэффициент потерь в дБ (LdB)
NoiseMethod — Задайте шумовой вход как шумовую степень или шумовую температуру
NoiseFigure — Фигура шума получателя в дБ (FdB)
ReferenceTemperature — Температура ссылки получателя в кельвине (T)
SampleRate — Частота дискретизации (fs)
NoisePower — Шумовая степень задана в Уоттсе (σ2)
NoiseComplexity — Задайте шум как с действительным знаком или с комплексным знаком
Вход EnableInputPort — Add, чтобы задать, когда получатель активен
Вход PhaseNoiseInputPort — Add, чтобы задать шум фазы для когерентного на получает получатель
SeedSource — Позволяет вам задать seed генератора случайных чисел
Seed — Seed генератора случайных чисел
Выходной сигнал, y[n], Системы phased.ReceiverPreamp object™ равняются входному сигналу, масштабируемому отношением амплитудного усиления получателя к амплитудной потере плюс аддитивный шум
где x[n] является входным сигналом с комплексным знаком, и w[n] является шумом модульного отклонения шум с комплексным знаком.
Когда входной сигнал с действительным знаком, выходной сигнал, y[n], равняется входному сигналу с действительным знаком, масштабируемому отношением амплитудного усиления получателя к амплитудной потере плюс аддитивный шум с действительным знаком
.
Амплитудное усиление, G, и потеря, L, может быть специальным с точки зрения входных параметров дБ
.
соответственно.
Аддитивный шум для получателя моделируется как нулевой средний комплексный белый Гауссов шумовой вектор с отклонением, σ2, равным шумовой степени. Действительные и мнимые части шумового вектора у каждого есть отклонение, равное 1/2 шумовая степень.
Можно установить шумовую степень непосредственно путем выбора свойства NoiseMethod быть 'Noise power' и затем установки свойства NoisePower на действительное положительное число. Также можно установить шумовую степень с помощью системной температуры путем выбора свойства NoiseMethod быть 'Noise temperature'. Затем
где kB является константой Больцманна, B является шумовой пропускной способностью, которая равна частоте дискретизации, fs, T является системной температурой, и F является шумовой фигурой в блоках питания.
Шумовая фигура, F, является безразмерным количеством, которое указывает, сколько получатель отклоняет от идеального получателя с точки зрения внутреннего шума. Идеальный получатель производит энергию тепловых помех, заданную шумовой пропускной способностью и температурой. С точки зрения блоков питания, шумовая фигура F = 10FdB/10. Шумовая фигура 0 дБ указывает, что шумовая степень получателя равняется шумовой степени идеального получателя. Поскольку фактический получатель не может показать шумовое значение степени меньше, чем идеальный получатель, шумовая фигура всегда больше, чем или равна одной. В децибелах шумовая фигура должна быть больше, чем или равной нулю.
Чтобы смоделировать эффект предусилителя получателя на сигнале, phased.ReceiverPreamp вычисляет эффективную системную температуру шума путем взятия продукта ссылочной температуры, T и шумовой фигуры F в блоках питания. Смотрите systemp для деталей.
Задайте Систему phased.ReceiverPreamp object™ с усилением 20 дБ, шумовой фигурой 5 дБ и ссылочной температурой 290 кельвинов степеней.
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).
receiver = phased.ReceiverPreamp('Gain',20,... 'NoiseFigure',5,'ReferenceTemperature',290,... 'SampleRate',1e6,'SeedSource','Property','Seed',1e3);
Примите вход синусоиды на 100 Гц с амплитудой 1 микровольта. Поскольку Phased Array System Toolbox принимает, что все моделирование сделано в основной полосе, используйте комплексный экспоненциал в качестве входа при выполнении Системного объекта.
t = unigrid(0,0.001,0.1,'[)');
x = 1e-6*exp(1i*2*pi*100*t).';
y = receiver(x);Вывод метода phased.ReceiverPreamp.step с комплексным знаком как ожидалось.
Теперь покажите, как тот же вывод может быть произведен из мультипликативного амплитудного усиления и аддитивного шума. Сначала примите, что шумовая пропускная способность равняется частоте дискретизации предусилителя получателя (1 МГц). Затем шумовая степень равна:
NoiseBandwidth = receiver.SampleRate; noisepow = physconst('Boltzmann')*... systemp(receiver.NoiseFigure,receiver.ReferenceTemperature)*NoiseBandwidth;
Шумовая степень является отклонением аддитивного белого шума. Чтобы определить правильное амплитудное масштабирование входного сигнала, обратите внимание, что усиление составляет 20 дБ. Поскольку коэффициент потерь в этом случае составляет 0 дБ, масштабный коэффициент для входного сигнала найден путем решения следующего уравнения для мультипликативного усиления G от усиления в дБ, :
G = 10^(receiver.Gain/20)
G = 10
Усиление равняется 10. Путем масштабирования входного сигнала фактором десять и добавления комплексного белого Гауссова шума с соответствующим отклонением, вы производите вывод, эквивалентный предыдущему вызову phased.ReceiverPreamp.step (используйте тот же seed для генерации случайных чисел).
rng(1e3); y1 = G*x + sqrt(noisepow/2)*(randn(size(x))+1j*randn(size(x)));
Сравните несколько значений y к y1.
disp(y1(1:10) - y(1:10))
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0