Frost Beamformer
Заморозьте формирователь луча
- Библиотека:
Phased Array System Toolbox / Beamforming
Описание
Блок Frost Beamformer реализует формирователь луча Фроста. Формирователь луча Фроста состоит из временного интервала формирователь луча MVDR, сопровождаемый банком КИХ-фильтров. Формирователь луча MVDR регулирует луч к данному направлению, в то время как КИХ-фильтры сохраняют степень входного сигнала.
Порты
Входной параметр
X — Входной сигнал
M-by-N матрица с комплексным знаком
Входной сигнал, заданный как M-by-N матрица, где M является количеством выборок в данных и N, является количеством элементов массива.
Размер первой размерности входной матрицы может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной импульсной частотой повторения.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
XT — Учебный сигнал
M-by-N матрица с комплексным знаком
Входной сигнал, заданный как M-by-N матрица, где M является количеством выборок в данных и N, является количеством элементов массива.
Размер первой размерности входной матрицы может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной импульсной частотой повторения.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите флажок Enable training data input.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
Ang — Направление Beamforming
2 1 вектор с действительным знаком | 2- L матрица с действительным знаком
Направление Beamforming, заданное как 2- L матрица с действительным знаком, где L является количеством beamforming направлений. Каждый столбец принимает форму [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угловые модули в градусах. Угол азимута должен находиться между-180 ° и 180 °, включительно, и угол вертикального изменения должен находиться между-90 ° и 90 °, включительно. Углы заданы относительно системы локальной координаты массива.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите параметр Source of beamforming direction на Input port.
Типы данных: double
Вывод
Y — Beamformed выход
M-by-L матрица с комплексным знаком
Beamformed выходной параметр, возвращенный как M-by-L матрица с комплексным знаком. Количество M является количеством выборок сигнала и L, является количеством желаемых beamforming направлений, заданных Beamforming direction параметр или от Ang порт.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
W — Веса Beamforming
N-by-L матрица с комплексным знаком
Веса Beamformed, возвращенные как N-by-L матрица с комплексным знаком. Количество N является количеством элементов массива. Когда параметр Specify sensor array as устанавливается на Partitioned array или Replicated subarray, N представляет количество подмассивов. L является количеством желаемых beamforming направлений, заданных в Ang порт или Beamforming direction (deg) свойство. Существует один набор весов для каждого beamforming направления.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите флажок Enable weights output.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
Параметры
Основная вкладка
Signal propagation speed (m/s) — Скорость распространения сигнала
physconst('LightSpeed') (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина с действительным знаком
Скорость распространения сигнала, заданная как положительная скалярная величина с действительным знаком. Значением по умолчанию скорости света является значение, возвращенное physconst('LightSpeed'). Модули исчисляются в метрах в секунду.
Пример: 3e8
Типы данных: double
Inherit sample rate — Наследуйте частоту дискретизации от восходящих блоков
на (значении по умолчанию) | прочь
Выберите этот параметр, чтобы наследовать частоту дискретизации от восходящих блоков. В противном случае задайте частоту дискретизации с помощью параметра Sample rate (Hz).
Типы данных: Boolean
Sample rate (Hz) — Выборка уровня сигнала
1e6 (значение по умолчанию) | положительный скаляр с действительным знаком
Задайте уровень выборки сигнала как положительную скалярную величину. Модули находятся в Гц.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Inherit sample rate.
Типы данных: double
FIR filter length — КИХ-длина фильтра
1
Длина КИХ-фильтра раньше обрабатывала каждые данные об элементе датчика, заданные как положительное целое число.
Типы данных: double
Diagonal loading factor — Диагональный коэффициент загрузки для устойчивости
неотрицательный скаляр
Задайте диагональный коэффициент загрузки как неотрицательный скаляр. Диагональная загрузка является методом, используемым, чтобы достигнуть устойчивой beamforming производительности, особенно когда демонстрационная поддержка мала.
Enable training data input — Включите использование обучающих данных
от (значения по умолчанию) | на
Установите этот флажок, чтобы задать дополнительные обучающие данные через входной порт XT. Чтобы использовать входной сигнал в качестве обучающих данных, снимите флажок, который удаляет порт.
Source of beamforming direction — Источник beamforming направления
Property (значение по умолчанию) | Input port
Источник beamforming направления, заданного как Property или Input port. Когда вы устанавливаете Source of beamforming direction на Property, вы затем устанавливаете направление с помощью параметра Beamforming direction (deg). Когда вы выбираете Input port, направление определяется входом к Ang порт.
Beamforming direction (deg) — Направления Beamforming
2-by-L матрица с действительным знаком
Направления Beamforming, заданные как 2-by-L матрица с действительным знаком, где L является количеством beamforming направлений. Каждый столбец принимает форму [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угловые модули в градусах. Угол азимута должен находиться между-180 ° и 180 °. Угол вертикального изменения должен находиться между-90 ° и 90 °. Углы заданы относительно системы локальной координаты массива.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Source of beamforming direction на Property.
Enable weights output — Опция, чтобы вывести веса формирователя луча
от (значения по умолчанию) | на
Установите этот флажок, чтобы получить веса формирователя луча из выходного порта, W.
Simulate using — Блокируйте метод симуляции
Interpreted Execution (значение по умолчанию) | Code Generation
Блокируйте симуляцию, заданную как Interpreted Execution или Code Generation. Если вы хотите, чтобы ваш блок использовал интерпретатор MATLAB®, выбрал Interpreted Execution. Если вы хотите, чтобы ваш блок запустился как скомпилированный код, выбрал Code Generation. Скомпилированный код требует, чтобы время скомпилировало, но обычно запускается быстрее.
Интерпретированное выполнение полезно, когда вы разрабатываете и настраиваете модель. Блок запускает базовую Систему object™ в MATLAB. Можно изменить и выполнить модель быстро. Когда вы удовлетворены своими результатами, можно затем запустить блок с помощью Code Generation. Долгие симуляции, запущенные быстрее со сгенерированным кодом, чем в интерпретированном выполнении. Можно запустить повторенное выполнение без перекомпиляции, но если вы изменяете какие-либо параметры блоков, затем блок автоматически перекомпилировал перед выполнением.
Эта таблица показывает, как параметр Simulate using влияет на полное поведение симуляции.
Когда модель Simulink® находится в Accelerator режим, блочный режим, заданный с помощью Simulate using, заменяет режим симуляции.
Ускоряющие режимы
| Блокируйте симуляцию | Поведение симуляции | ||
Normal | Accelerator | Rapid Accelerator | |
Interpreted Execution | Блок выполняет использование интерпретатора MATLAB. | Блок выполняет использование интерпретатора MATLAB. | Создает независимый исполняемый файл из модели. |
Code Generation | Блок скомпилирован. | Все блоки в модели скомпилированы. | |
Для получения дополнительной информации смотрите Выбор Simulation Mode (Simulink).
Вкладка сенсорных матриц
Specify sensor array as — Метод, чтобы задать массив
Array (no subarrays) (значение по умолчанию) | MATLAB expression
Метод, чтобы задать массив, заданный как Array (no subarrays) или MATLAB expression.
Array (no subarrays)— используйте параметры блоков, чтобы задать массив.MATLAB expression— создайте массив с помощью выражения MATLAB.
Expression — Выражение MATLAB раньше создавало массив
Системный объект Phased Array System Toolbox™ массивов
Выражение MATLAB раньше создавало массив, заданный как допустимый Системный объект Phased Array System Toolbox массивов.
Пример: phased.URA('Size',[5,3])
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specify sensor array as на MATLAB expression.
Element type — Типы элемента массива
Isotropic Antenna (значение по умолчанию) | Cosine Antenna | Custom Antenna | Omni Microphone | Custom Microphone
Антенна или тип микрофона, заданный как одно из следующего:
Isotropic AntennaCosine AntennaCustom AntennaOmni MicrophoneCustom Microphone
Operating frequency range (Hz) — Работа частотным диапазоном антенны или элемента микрофона
[0,1.0e20] (значение по умолчанию) | с действительным знаком 1 2 вектор-строка
Задайте операционный частотный диапазон антенны или элемента микрофона как 1 2 вектор-строка в форме [LowerBound,UpperBound]. Элемент не имеет никакого ответа вне этого частотного диапазона. Единицы частоты находятся в Гц.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Isotropic Antenna, Cosine Antenna, или Omni Microphone.
Operating frequency vector (Hz) — Работа частотным диапазоном пользовательской антенны или элементов микрофона
[0,1.0e20] (значение по умолчанию) | вектор-строка с действительным знаком
Задайте частоты, на которых можно установить антенну и частотные характеристики микрофона как 1 L вектором-строкой из увеличения действительных значений. Элемент антенны или микрофона не имеет никакого ответа вне частотного диапазона, заданного минимальными и максимальными элементами этого вектора. Единицы частоты находятся в Гц.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna или Custom Microphone. Используйте Frequency responses (dB), чтобы установить ответы на этих частотах.
Baffle the back of the element — Задержите ответ Isotropic Antenna элемент или Omni Microphone элемент, чтобы обнулить
от (значения по умолчанию) | на
Установите этот флажок, чтобы экранировать заднего ответа элемента. Когда назад экранированный, ответы под всеми углами азимута вне ±90 ° от разворота обнуляются. Поперечное направление задано как угол азимута на 0 ° и угол вертикального изменения на 0 °.
Зависимости
Чтобы включить этот флажок, установите Element type на Isotropic Antenna или Omni Microphone.
Exponent of cosine pattern — Экспоненты азимута и шаблонов косинуса вертикального изменения
[1.5 1.5]
Задайте экспоненты шаблона косинуса как неотрицательный скаляр или с действительным знаком 1 2 матрица неотрицательных значений. Когда Exponent of cosine pattern 1 2 вектор, первый элемент является экспонентой в направлении азимута, и второй элемент является экспонентой в направлении вертикального изменения. Когда вы устанавливаете этот параметр на скаляр, и направление азимута и шаблоны направляющего косинуса вертикального изменения повышены до той же степени.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Cosine Antenna.
Frequency responses (dB) — Антенна и частотная характеристика микрофона
[0,0]
Частотная характеристика пользовательской антенны или пользовательского микрофона для частот задана параметром Operating frequency vector (Hz). Размерности Frequency responses (dB) должны совпадать с размерностями вектора, заданного параметром Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna или Custom Microphone.
Azimuth angles (deg) — Углы азимута диаграммы направленности антенн
[-180:180]
Задайте углы азимута, под которыми можно вычислить диаграмму направленности антенн как 1 P вектором-строкой. P должен быть больше 2. Углы азимута должны находиться между-180 ° и 180 °, включительно, и быть в строго увеличивающемся порядке.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
Elevation angles (deg) — Углы вертикального изменения диаграммы направленности антенн
[-90:90]
Задайте углы вертикального изменения, под которыми можно вычислить диаграмму направленности как 1 Q вектором. Q должен быть больше 2. Угловые модули в градусах. Углы вертикального изменения должны находиться между-90 ° и 90 °, включительно, и быть в строго увеличивающемся порядке.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
Magnitude pattern (dB) — Величина объединенной диаграммы направленности антенн
zeros(181,361) (значение по умолчанию) | Q с действительным знаком-by-P матрица | Q с действительным знаком-by-P-by-L массив
Величина объединенной диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Количество Q равняется длине вектора, заданного Elevation angles (deg). Количество P равняется длине вектора, заданного Azimuth angles (deg). Количество L равняется длине Operating frequency vector (Hz).
Если этим параметром является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в параметре Operating frequency vector (Hz).
Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в параметре Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
Phase pattern (deg) — Пользовательский шаблон фазы излучения антенны
zeros(181,361) (значение по умолчанию) | Q с действительным знаком-by-P матрица | Q с действительным знаком-by-P-by-L массив
Фаза объединенной диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Количество Q равняется длине вектора, заданного Elevation angles (deg). Количество P равняется длине вектора, заданного Azimuth angles (deg). Количество L равняется длине Operating frequency vector (Hz).
Если этим параметром является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в параметре Operating frequency vector (Hz).
Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в параметре Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
Polar pattern frequencies (Hz) — Полярные частоты ответа микрофона шаблона
1e3 (значение по умолчанию) | действительный скаляр | 1 с действительным знаком L вектором-строкой
Полярные частоты ответа микрофона шаблона, заданные как действительный скаляр или с действительным знаком, 1 L вектором. Частоты ответа лежат в частотном диапазоне, заданном вектором Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите набор Element type на Custom Microphone.
Polar pattern angles (deg) — Полярные углы ответа шаблона
[-180:180]
Задайте полярные углы ответа шаблона как 1 P вектором. Углы измеряются от центральной оси погрузки микрофона и должны быть между-180 ° и 180 °, включительно.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Microphone.
Polar pattern (dB) — Пользовательский микрофон полярный ответ
zeros(1,361) (значение по умолчанию) | L с действительным знаком-by-P матрица
Задайте величину пользовательского элемента микрофона полярные шаблоны как L-by-P матрица. L является количеством частот, заданных в Polar pattern frequencies (Hz). P является количеством углов, заданных в Polar pattern angles (deg). Каждая строка матрицы представляет величину полярного шаблона, измеренного на соответствующей частоте, заданной в Polar pattern frequencies (Hz) и всех углах, заданных в Polar pattern angles (deg). Шаблон измеряется в плоскости азимута. В плоскости азимута угол вертикального изменения составляет 0 °, и центральная ось погрузки является азимутом степеней на 0 ° и вертикальным изменением степеней на 0 °. Полярный шаблон симметричен вокруг центральной оси. Можно создать шаблон ответа микрофона на 3-D пробеле от полярного шаблона.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Microphone.
Параметры массива
Geometry — Геометрия массивов
ULA (значение по умолчанию) | URA | UCA | Conformal Array
Геометрия массивов, заданная как один из
ULA— Универсальная линейная матрицаURA— Универсальный прямоугольный массивUCA— Универсальный круговой массивConformal Array— произвольные положения элемента
Number of elements — Количество элементов массива
2 5 для массивов UCA (значение по умолчанию) | целое число, больше, чем или равный 2
Количество элементов массива для ULA или массивов UCA, заданных как целое число, больше, чем или равный 2.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на ULA или UCA.
Element spacing (m) — Интервал между элементами массива
0.5 [0.5,0.5] для массивов URA (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина для ULA или массивов URA | вектор с 2 элементами положительных значений для массивов URA
Разрядка между смежными элементами массива:
ULA — задайте интервал между двумя смежными элементами в массиве как положительная скалярная величина.
URA — задайте интервал как положительную скалярную величину или 1 2 вектор положительных значений. Если Element spacing (m) является скаляром, интервалы строки и столбца равны. Если Element spacing (m) является вектором, вектор имеет форму
[SpacingBetweenArrayRows,SpacingBetweenArrayColumns].
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на ULA или URA.
Array axis — Линейное направление оси ULA
y (значение по умолчанию) | x | z
Линейное направление оси ULA, заданного как yX, или z. Все элементы массива ULA расположены равными интервалами вдоль этой оси в системе координат локального массива.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на
ULA.Этот параметр также включен, когда блок только поддерживает массивы ULA.
Array size — Размерности массива URA
[2,2]
Размерности массива URA, заданного как положительное целое число или 1 2 вектор положительных целых чисел.
Если Array size 1 2 вектор, вектор имеет форму
[NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns].Если Array size является целым числом, массив имеет то же число элементов в каждой строке и столбце.
Для URA элементы массива индексируются сверху донизу вдоль крайнего левого столбца массивов и продолжаются к следующим столбцам слева направо. В этом рисунке, значении Array size [3,2] создает массив, имеющий три строки и два столбца.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на URA.
Element lattice — Решетка положений элемента URA
Rectangular (значение по умолчанию) | Triangular
Решетка положений элемента URA, заданных как Rectangular или Triangular.
Rectangular— Выравнивает все элементы последовательно и направления столбца.Triangular— Переключает элементы ровной строки прямоугольной решетки к положительному направлению оси строки. Смещение является половиной интервала элемента по измерению строки.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на URA.
Array normal — Массив нормальное направление
x для массивов URA или z для массивов UCA (значение по умолчанию) | y
Массив нормальное направление, заданное как xY, или z.
Элементы плоских массивов лежат в плоскости, ортогональной к выбранному массиву нормальное направление. Направления опорного направления элемента указывают вдоль массива нормальное направление.
| Массив нормальное значение параметров | Положения элемента и направления опорного направления |
|---|---|
x | Элементы массива лежат в yz - плоскость. Все векторы опорного направления элемента указывают вдоль x - ось. |
y | Элементы массива лежат в zx - плоскость. Все векторы опорного направления элемента указывают вдоль y - ось. |
z | Элементы массива лежат в xy - плоскость. Все векторы опорного направления элемента указывают вдоль z - ось. |
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на URA или UCA.
Radius of UCA (m) — Радиус UCA массивов
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Радиус массива UCA, заданного как положительная скалярная величина.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на UCA.
Element positions (m) — Положения конформных элементов массива
[0;0;0]
Положения элементов в конформном массиве, заданном как 3 N матрицей действительных значений, где N является числом элементов в конформном массиве. Каждый столбец этой матрицы представляет положение [x;y;z]из элемента массива в системе локальной координаты массивов. Источником системы локальной координаты является (0,0,0). Модули исчисляются в метрах.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр устанавливает Geometry на Conformal Array.
Типы данных: double
Element normals (deg) — Направление конформных векторов нормали элемента массива
[0;0]
Направление векторов нормали элемента в конформном массиве, заданном как 2 1 вектор-столбец или 2 N матрицей. N указывает на число элементов в массиве. Если значение параметров является матрицей, каждый столбец задает нормальное направление соответствующего элемента в форме [azimuth;elevation] относительно системы локальной координаты. Система локальной координаты выравнивает положительный x - ось с направлением, нормальным к конформному массиву. Если значение параметров 2 1 вектор-столбец, то же направление обращения используется во всех элементах массива.
Можно использовать Element positions (m) и параметры Element normals (deg), чтобы представлять любое расположение, по которому пары элементов отличаются определенными преобразованиями. Преобразования могут объединить перевод, вращение азимута и вращение вертикального изменения. Однако вы не можете использовать преобразования, которые требуют вращения вокруг нормального направления.
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на Conformal Array.
Типы данных: double
Taper — Заострения элемента массива
1 (значение по умолчанию) | объединяет скаляр | вектор-строка с комплексным знаком
Укажите элемент, заостряющийся как скаляр с комплексным знаком или 1 с комплексным знаком N вектором-строкой. В этом векторе N представляет число элементов в массиве.
Также известный как element weights, заострения умножают ответы элемента массива. Заострения изменяют и амплитуду и фазу ответа, чтобы уменьшать лепестки стороны или регулировать основную ось ответа.
Если Taper является скаляром, тот же вес применяется к каждому элементу. Если Taper является вектором, вес от вектора применяется к соответствующему элементу датчика. Количество весов должно совпадать с числом элементов массива.
Типы данных: double