Exponenta Banner

lcmvweights

Узкополосные веса формирователя луча линейно ограниченного минимального отклонения (LCMV)

свернуть все на странице

Синтаксис

wt = lcmvweights(constr,resp,cov)

Описание

пример

wt = lcmvweights(constr,resp,cov) возвращает узкополосные веса формирователя луча линейно ограниченного минимального отклонения (LCMV), wt, для поэтапного массива. Когда применено элементы массива, эти веса регулируют ответ массива к определенному направлению прибытия или набору направлений. LCMV beamforming требует, чтобы ответ формирователя луча на сигналы от направления интереса был передан с заданным усилением и задержкой фазы. Однако степень от вмешивающихся сигналов и шум от всех других направлений минимизированы. Дополнительные ограничения могут быть наложены, чтобы в частности аннулировать выходную мощность, прибывающую из известных направлений. Ограничения содержатся в матрице, constr. Каждый столбец constr представляет отдельный ограничительный вектор. Желаемый ответ на каждое ограничение содержится в векторе отклика, resp. Аргумент cov датчик пространственная ковариационная матрица. Все элементы в сенсорной матрице приняты, чтобы быть изотропными.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Создайте половину с 10 элементами распределенного массива линии длины волны. Затем вычислите веса LCMV для желаемого направления прибытия 0 азимутов степеней. Наложите три ограничения направления: пустой указатель в-40 градусах, модуль желал ответа в направлении прибытия 0 градусов и другой пустой указатель в 20 градусах. Датчик пространственная ковариационная матрица включает два сигнала, прибывающие от-60 и 60 градусов и изотропного белого шума на-10 дБ. 

N = 10;
d = 0.5;
elementPos = (0:N-1)*d;
sv = steervec(elementPos,[-40 0 20]);
resp = [0 1 0]';
Sn  = sensorcov(elementPos,[-60 60],db2pow(-10));

Вычислите веса формирователя луча. 

w = lcmvweights(sv,resp,Sn);

Постройте шаблон массивов для вычисленных весов. 

vv = steervec(elementPos,[-90:90]);
plot([-90:90],mag2db(abs(w'*vv)))
grid on
axis([-90,90,-50,10]);
xlabel('Azimuth Angle (degrees)');
ylabel('Normalized Power (dB)');
title('LCMV Array Pattern');

Вышеупомянутый рисунок показывает, что максимальное усиление достигнуто в 0 градусах как ожидалось. Кроме того, ограничения налагают, аннулирует в-40 и 20 градусах, и они видны в графике. Пустые указатели в-60 и 60 градусах являются результатом основного свойства формирователя луча LCMV подавления степени, содержавшейся в двух плоских волнах, которые внесли в датчик пространственную ковариационную матрицу.

Входные параметры

свернуть все

Матрица ограничений, заданная как с комплексным знаком, N-by-K, матрица с комплексным знаком. В этом матричном N представляет число элементов в сенсорной матрице, в то время как K представляет количество ограничений. Каждый столбец матрицы задает ограничение на веса формирователя луча. Количество K должно быть меньше чем или равно N.

Пример: [0, 0, 0;.1.2.3; 0,0,0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Желаемый ответ задал как с комплексным знаком, K-by-1 вектор-столбец, где K является количеством ограничений. Значение каждого элемента в векторе является желаемым ответом на ограничение, заданное в соответствующем столбце constr.

Пример: [45; 0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Датчик пространственная ковариационная матрица, заданная как с комплексным знаком, N-by-N матрица. В этой матрице N представляет количество элементов датчика. Ковариационная матрица состоит из отклонений данных об элементе и ковариации между элементами датчика. Это содержит вклады от всех входящих сигналов и шума.

Пример: [45; 0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

свернуть все

Веса формирователя луча, возвращенные как N-by-1, комплексный вектор. В этом векторе N представляет число элементов в массиве.

Больше о

свернуть все

Линейно ограниченные минимальные формирователи луча отклонения

Формирователь луча LCMV вычисляет веса, которые минимизируют степень общего объема производства массива, но которые подвергаются некоторым ограничениям (см. Деревья Фургона [1], p. 527). Для того, чтобы регулировать ответ массива к конкретному направлению прибытия, веса выбраны, чтобы произвести модульное усиление, когда применено держащийся вектор для того направления. Это требование может считаться ограничением на веса. Дополнительные ограничения могут быть применены, чтобы аннулировать ответ массивов на сигналы от других направлений прибытия, таких как те, которые содержат источники шума. Позвольте (az1,el1), (az2,el2)..., (azK,elK) быть набором направлений, для которых должно быть наложено ограничение. Каждое направление имеет соответствующий руководящий вектор, ck, и ответом массива к тому руководящему вектору дают ckHw. Транспонирование сопряженного из вектора обозначается символом надстрочного индекса H. Ограничение наложено, когда желаемый ответ требуется, когда веса формирователя луча действуют на держащийся вектор, ck,

ckHw=rk

Этот ответ мог быть задан как единица, чтобы позволить массиву проходить через сигнал от определенного направления. Это мог быть нуль, чтобы аннулировать ответ от того направления. Все ограничения могут быть собраны в одну матрицу, C и весь ответ в вектор отдельного столбца, R. Это позволяет ограничениям быть представленными вместе в матричной форме

CHw=R

Формирователь луча LCMV выбирает веса, чтобы минимизировать степень общего объема производства

P=wHSw

подвергните вышеупомянутым ограничениям. S обозначает датчик пространственная корреляционная матрица. Решение минимизации степени

w=S−1C(CHS−1C)−1R

и его деривация может быть найдена в [2].

Ссылки

[1] Деревья фургона, H.L. Оптимальная обработка матриц. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Wiley-межнаука, 2002.

[2] Джонсон, Дон Х. и D. Обида. Обработка сигналов массивов. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1993.

[3] Ван Вин, Б.Д. и К. М. Бакли. “Beamforming: универсальный подход к пространственной фильтрации”. IEEE Журнал ASSP, стр Издания 5 № 2 4–24.

Расширенные возможности

Смотрите также

| | | |

Введенный в R2013a

Документация Phased Array System Toolbox
Поддержка