phased.CustomAntennaElement

Пользовательский элемент антенны

Описание

phased.CustomAntennaElement объектные модели 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 вычислить ответ антенны согласно свойствам phased.CustomAntennaElement. Поведение step характерно для каждого объекта в тулбоксе.

Примечание

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

Конструкция

H = phased.CustomAntennaElement создает системный объект, H, 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 SpecifyPolarizationPattern свойство к false (значение по умолчанию). Затем используйте MagnitudePattern свойство установить шаблон ответа.
Чтобы создать поляризованный шаблон ответа, установите SpecifyPolarizationPattern свойство к true. Затем используйте любой из HorizontalMagnitudePattern, HorizontalPhasePattern, VerticalMagnitudePattern, и VerticalPhasePattern свойства установить шаблон ответа.

Выходной ответ step метод 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 2. Углы азимута должны находиться между-180 ° и 180 ° и быть в строго увеличивающемся порядке. Значение по умолчанию: `[-180:180]`
`ElevationAngles`	Углы вертикального изменения Задайте углы вертикального изменения (в градусах) как вектор длины-Q. Эти значения являются углами вертикального изменения, где пользовательская диаграмма направленности должна быть задана. Q должен быть больше 2. Углы вертикального изменения 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 `FrequencyVector` свойство как 1 L вектором-строкой. L равняется длине вектора, заданного в `FrequencyVector` свойство. Значение по умолчанию: `[0 0]`
`SpecifyPolarizationPattern`	Поляризованный ответ массивов Когда `SpecifyPolarizationPattern` свойство установлено в `false`, элемент антенны передает или получает неполяризованное излучение. В этом случае используйте `MagnitudePattern` свойство установить шаблон ответа антенны. Когда `SpecifyPolarizationPattern` свойство установлено в `true`, элемент антенны передает или получает поляризованное излучение. В этом случае используйте `HorizontalMagnitudePattern` и `HorizontalPhasePattern` свойства установить горизонтальный шаблон ответа поляризации и `VerticalMagnitudePattern` и `VerticalPhasePattern` свойства установить вертикальный шаблон ответа поляризации. По умолчанию: false
`MagnitudePattern`	Величина объединенной диаграммы направленности антенн Величина объединенной диаграммы направленности антенн поляризации, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только когда `SpecifyPolarizationPattern` свойство установлено в `false`. Единицы величины находятся в дБ. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в `FrequencyVector` свойство. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в `FrequencyVector` свойство. Если шаблон содержит `NaN` в любом азимуте и направлении вертикального изменения, это преобразовано в `-Inf`, указание 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]` степени. Установите область значений углов вертикального изменения к `[–90,90]` степени. 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 `SpecifyPolarizationPattern` свойство 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 `FrequencyVector` свойство. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в `FrequencyVector` свойство. 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 вертикального изменения к [–90°,90°]. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0
`HorizontalMagnitudePattern`	Величина горизонтального компонента поляризации диаграммы направленности антенн Величина горизонтального компонента поляризации диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только когда `SpecifyPolarizationPattern` свойство установлено в `true`. Единицы величины находятся в дБ. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в `FrequencyVector` свойство. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в `FrequencyVector` свойство. Если шаблон величины содержит `NaN` в любом азимуте и направлении вертикального изменения, это преобразовано в `-Inf`, указание 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 вертикального изменения 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 `SpecifyPolarizationPattern` свойство 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 `FrequencyVector` свойство. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в `FrequencyVector` свойство. 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 вертикального изменения в области значений `[–90,90]°`. Значение по умолчанию: 181 361 матрица со всеми элементами равняются 0 °
`VerticalMagnitudePattern`	Величина вертикального компонента поляризации диаграммы направленности антенн Величина вертикального компонента поляризации диаграммы направленности антенн, заданной как Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив. Это свойство используется только когда `SpecifyPolarizationPattern` свойство установлено в `true`. Единицы величины находятся в дБ. Если значением этого свойства является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в `FrequencyVector` свойство. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в `FrequencyVector` свойство. Если шаблон содержит `NaN` в любом азимуте и направлении вертикального изменения, это преобразовано в `-Inf`, указание 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 вертикального изменения 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 `SpecifyPolarizationPattern` свойство 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 `FrequencyVector` свойство. Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в `FrequencyVector` свойство. 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 вертикального изменения 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` выровнять 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 с `ArrayNormal` свойство `phased.URA` и `phased.UCA` Системные объекты. 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 вертикальным изменением
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 вертикального изменения ответа степени антенны.

Пользовательский шаблон является всенаправленным в направлении азимута и имеет шаблон косинуса в направлении вертикального изменения. Примите, что антенна действует на уровне 1 ГГц. Получите ответ в азимуте на 20 ° и вертикальное изменение 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 вертикального изменения ответа степени.

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

Постройте сокращение вертикального изменения 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 в терминах 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 вертикального изменения 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. Выход 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 вертикальное изменение, $e l$ , 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 SpecifyPolarizationPattern свойство произвести поляризованное излучение. Кроме того, используйте HorizontalMagnitudePattern и VerticalMagnitudePattern свойства задать значения величины шаблона. HorizontalPhasePattern и VerticalPhasePattern свойства 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 MatchArrayNormal свойство 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 вертикального изменения и азимуту. Установите MatchArrayNormal к 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 к истине. 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 plotResponse методы не поддержаны.
Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Документация

phased.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

Введенный в R2011a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

Документация

phased.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

Введенный в R2011a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

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