phased.FreeSpace

Среда свободного пространства

Описание

phased.FreeSpace Система object™ модели узкополосно передает распространение сигнала от одной точки до другого в среде свободного пространства. Объект применяет зависимую областью значений задержку, усиление и сдвиг фазы на входной сигнал. Объект составляет эффект Доплера, когда или источник или место назначения перемещаются. Среда свободного пространства является безграничным носителем со скоростью распространения сигнала, независимого от положения и направления. Сигнал распространяет вдоль прямой линии от источника до места назначения. Например, можно использовать этот объект смоделировать распространение сигнала от радара до цели и назад к радару.

Для неполяризованных сигналов, FreeSpace Системный объект позволяет вам распространить сигналы от одной точки до нескольких точек или от нескольких точек до одной точки. Несколько-точек к распространению нескольких-точек не поддержаны.

Вычислить распространенный сигнал в свободном пространстве:

Задайте и настройте свою среду свободного пространства. Смотрите Конструкцию.
Вызовите step распространить сигнал через среду свободного пространства согласно свойствам phased.FreeSpace. Поведение step характерно для каждого объекта в тулбоксе.

Когда распространение цикла обработки сигнализирует в свободном пространстве, можно или использовать один FreeSpace Системный объект, чтобы вычислить двухстороннюю задержку распространения или два отдельных FreeSpace Системные объекты, чтобы вычислить односторонние задержки распространения каждого направления. Должный отфильтровать искажение, общая задержка цикла обработки, когда вы используете двухстороннее распространение, может отличаться от задержки, когда вы используете два односторонних phased.FreeSpace Системные объекты. Это - больше с точностью до использования один двухсторонний phased.FreeSpace Системный объект. Эта опция установлена TwoWayPropagation свойство.

Примечание

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

Конструкция

H = phased.FreeSpace создает Системный объект среды свободного пространства, H.

H = phased.FreeSpace(Name,Value) создает объект среды свободного пространства, 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

`PropagationSpeed`	Скорость распространения сигнала Задайте скорость распространения волны сигнала в свободном пространстве как действительная положительная скалярная величина. Модули являются метрами в секунду. Значение по умолчанию: Скорость света
`OperatingFrequency`	Несущая частота сигнала Скаляр, содержащий несущую частоту узкополосного сигнала. Модули являются герц. Значение по умолчанию: `3e8`
`TwoWayPropagation`	Выполните двухстороннее распространение Установите это свойство на `true` выполнять распространение туда и обратно между источником и местом назначения, которое вы задаете в `step` команда. Установите это свойство на `false` выполнять одностороннее распространение от источника до места назначения. По умолчанию: false
`SampleRate`	Частота дискретизации Скаляр, содержащий частоту дискретизации. Модули частоты дискретизации являются герц. Алгоритм использует это значение, чтобы определить задержку распространения количества выборок. Значение по умолчанию: `1e6`
`MaximumDistanceSource`	Источник максимального значения расстояния Источник максимального значения расстояния в виде `'Auto'` или `'Property'`. Этот выбор выбирает, как максимальное одностороннее расстояние распространения определяется. Максимальное одностороннее расстояние распространения используется, чтобы выделить достаточную память для расчета задержки. Когда вы устанавливаете это свойство на `'Auto`, Системный объект автоматически выделяет память. Когда вы устанавливаете это свойство на `'Property'`, вы задаете максимальное одностороннее расстояние распространения с помощью значения `MaximumDistance` свойство. Значение по умолчанию: `'Auto'`
`MaximumDistance`	Максимальное одностороннее расстояние распространения Максимальное одностороннее расстояние распространения в виде положительной скалярной величины с действительным знаком. Модули являются метрами. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете `MaximumDistanceSource` свойство к `'Property'`. Любой сигнал, который распространяет больше, чем максимальное одностороннее расстояние, проигнорирован. Максимальное расстояние должно быть больше или быть равно самому большому расстоянию положения-к-позиционному. Значение по умолчанию: `10000`
`MaximumNumInputSamplesSource`	Источник максимального количества выборок. Источник максимального количества выборок во входном сигнале в виде `'Auto'` или `'Property'`. Когда вы устанавливаете это свойство на `'Auto'`, модель распространения автоматически выделяет достаточно памяти, чтобы буферизовать входной сигнал. Когда вы устанавливаете это свойство на `'Property'`, задайте максимальное количество выборок во входном сигнале с помощью `MaximumNumInputSamples` свойство. Любой входной сигнал дольше, чем то значение является усеченным. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете `MaximumDistanceSource` свойство к `'Property'`. Чтобы использовать этот объект с входными сигналами переменного размера в MATLAB^® Function Block в Simulink^®, установите `MaximumNumInputSamplesSource` свойство к `'Property'` и установленный значение для `MaximumNumInputSamples` свойство. Значение по умолчанию: `'Auto'`
`MaximumNumInputSamples`	Максимальное количество выборок входного сигнала. Максимальное количество выборок во входном сигнале в виде положительного целого числа. Это свойство ограничивает размер входного сигнала. Любой входной сигнал дольше, чем это значение является усеченным. Входной сигнал является первым аргументом к `step` метод. Количество выборок является количеством строк во входе. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете `MaximumNumInputSamplesSource` свойство к `'Property'`. Значение по умолчанию: `100`

Методы

сброс	Сбросьте внутренние состояния канала распространения
шаг	Распространите сигнал от одного местоположения до другого

Характерный для всех системных объектов
`release`	Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Примеры

свернуть все

Распространение сигнала от стационарного радара до стационарной цели

Скрипт Open Live Script

Вычислите амплитуду распространения сигнала в свободном пространстве от радара в (1000,0,0) к цели в (300,200,50). Примите, что и радар и цель являются стационарными. Частота дискретизации составляет 8 000 Гц, в то время как рабочая частота радара составляет 300 МГц. Передайте пять выборок модульного амплитудного сигнала. Скорость распространения сигнала берет значение по умолчанию скорости света. Исследуйте амплитуду сигнала в цели.

fs = 8e3;
fop = 3e8;
henv = phased.FreeSpace('SampleRate',fs,...
    'OperatingFrequency',fop);
pos1 = [1000;0;0];
pos2 = [300;200;50];
vel1 = [0;0;0];
vel2 = [0;0;0];

Вычислите полученный сигнал в цели.

x = ones(5,1);
y = step(henv,x,...
    pos1,...
    pos2,...
    vel1,...
    vel2);
disp(y)

   1.0e-03 *

   0.0126 - 0.1061i
   0.0129 - 0.1082i
   0.0129 - 0.1082i
   0.0129 - 0.1082i
   0.0129 - 0.1082i

Первая выборка является нулем, потому что сигнал еще не достиг цели.

Вручную вычислите потерю с помощью формулы

$L = (4 π R / λ)^{2}$

R = sqrt( (pos1-pos2)'*(pos1-pos2));
lambda = physconst('Lightspeed')/fop;
L = (4*pi*R/lambda)^2

L = 8.4205e+07

Поскольку переданная амплитуда является единицей, квадрат сигнала в цели равняется инверсии потери.

disp(1/abs(y(2))^2)

   8.4205e+07

Распространение сигнала от движущегося радара до движущейся цели

Скрипт Open Live Script

Вычислите результат распространения сигнала в свободном пространстве от радара в (1000,0,0) к цели в (300,200,50). Примите радарные перемещения на уровне 10 м/с вдоль оси X, в то время как цель перемещается в 15 м/с вдоль оси Y. Частота дискретизации составляет 8 000 Гц, в то время как рабочая частота радара составляет 300 МГц. Скорость распространения сигнала берет значение по умолчанию скорости света. Передайте пять выборок модульной амплитуды, сигнализируют и исследуют амплитуду сигнала в цели.

fs = 8000;
fop = 3e8;
sProp = phased.FreeSpace('SampleRate',fs,...
    'OperatingFrequency',fop);
pos1 = [1000;0;0];
pos2 = [300;200;50];
vel1 = [10;0;0];
vel2 = [0;15;0];
y = step(sProp,ones(5,1),...
    pos1,...
    pos2,...
    vel1,...
    vel2);
disp(y)

   1.0e-03 *

   0.0126 - 0.1061i
   0.0117 - 0.1083i
   0.0105 - 0.1085i
   0.0094 - 0.1086i
   0.0082 - 0.1087i

Поскольку переданная амплитуда является единицей, квадрат сигнала в цели равняется инверсии потери.

disp(1/abs(y(2))^2)

   8.4206e+07

Больше о

развернуть все

Задержка свободного пространства и потеря пути

Когда источник и место назначения являются стационарными друг относительно друга, можно записать выходной сигнал канала свободного пространства как _{Y(t) = x(t-τ)/Lfsp}. Количество τ является задержкой сигнала и _Lfsp, является потерей пути свободного пространства. Задержка, которую τ дан R/c, где R является расстоянием распространения и c, является скоростью распространения. Потерей пути свободного пространства дают

$L_{f s p} = \frac{{(4 π R)}^{2}}{λ^{2}},$

где λ является длиной волны сигнала.

Эта формула принимает, что цель находится в далеком поле элемента передачи или массива. В близком поле формула пути свободного пространства потерь не допустима и может привести к потере, меньшей, чем одна, эквивалентная усилению сигнала. Поэтому потеря установлена в единицу для значений области значений, R ≤ λ/4π.

Когда у источника и места назначения есть относительное движение, обработка также вводит Доплеровский сдвиг частоты. Сдвигом частоты является v/λ для одностороннего распространения и 2v/λ для двухстороннего распространения. Количество v является относительной скоростью места назначения относительно источника.

Для получения дополнительной информации о распространении канала свободного пространства см. [2].

Ссылки

[1] Proakis, J. Цифровая связь. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

[2] Skolnik, M. Введение в радиолокационные системы, 3-го Эда. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

Расширенные возможности

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

Указания и ограничения по применению:

Требует динамического выделения памяти. Смотрите Ограничения для Системных объектов, которые Требуют Динамического выделения памяти.
Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Смотрите также

fspl | phased.RadarTarget

Документация

phased.FreeSpace

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

Распространение сигнала от стационарного радара до стационарной цели

Распространение сигнала от движущегося радара до движущейся цели

Больше о

Задержка свободного пространства и потеря пути

Ссылки

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.FreeSpace

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

Распространение сигнала от стационарного радара до стационарной цели

Распространение сигнала от движущегося радара до движущейся цели

Больше о

Задержка свободного пространства и потеря пути

Ссылки

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™.