Системный объект: поэтапный. WidebandTwoRayChannel
Пакет: поэтапный
Распространите широкополосный сигнал от точки до точки с помощью модели канала 2D луча
prop_sig = step(channel,sig,origin_pos,dest_pos,origin_vel,dest_vel)
В качестве альтернативы вместо того, чтобы использовать step метод, чтобы выполнить операцию, заданную Системой object™, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполните эквивалентные операции.
prop_sig = step(channel,sig,origin_pos,dest_pos,origin_vel,dest_vel)prop_sig, когда широкополосный сигнал, sig, распространяет через канал 2D луча от origin_pos положение к dest_pos положение. Любой origin_pos или dest_pos аргументы могут иметь несколько точек, но вы не можете задать обоих как имеющий несколько точек. Задайте скорость источника сигнала в origin_vel и скорость места назначения сигнала в dest_vel. Размерности origin_vel и dest_vel должен согласиться с размерностями origin_pos и dest_pos, соответственно.
В среде 2D луча два пути прохождения сигнала соединяют каждый источник сигнала и целевую пару. Для источников сигнала N (или N сигнализируют местам назначения), существуют пути 2N. Сигналы для каждой целевой источником пары не должны быть идентичными. Сигналы вдоль этих двух путей для любой целевой источником пары могут иметь различные амплитуды или фазы.
CombinedRaysOutput средства управления свойством, разделены ли два сигнала в месте назначения или объединены. Объединенный означает, что сигналы в источнике распространяют отдельно вдоль этих двух путей, но когерентно суммированы в месте назначения в одно количество. Separatemeans, что два сигнала не суммированы в месте назначения. Чтобы использовать объединенную опцию, установите CombinedRaysOutput к true. Чтобы использовать отдельную опцию, установите CombinedRaysOutput к false. Объединенная опция удобна, когда различие между датчиком или усилениями массивов в направлениях этих двух путей не является значительным.
Объект выполняет инициализацию в первый раз, когда объект выполняется. Эта инициализация блокирует ненастраиваемые свойства (MATLAB) и входные технические требования, такие как размерности, сложность и тип данных входных данных. Если вы изменяете ненастраиваемое свойство или входную спецификацию, Системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить ненастраиваемые свойства или входные параметры, необходимо сначала вызвать release метод, чтобы разблокировать объект.
Этот пример иллюстрирует распространение 2D луча широкополосного сигнала, показывая, как сигналы от пути угла обзора и отраженного пути прибывают в получатель в разное время.
Примечание: можно заменить каждый вызов функции с эквивалентным step синтаксис. Например, замените myObject(x) с step(myObject,x).
Создайте и постройте переданную форму волны
Создайте неполяризованное электромагнитное поле, состоящее из двух линейных импульсов формы волны FM в несущей частоте 100 МГц. Примите, что ширина импульса является 20 μs, и уровень выборки составляет 10 МГц. Пропускная способность импульса составляет 1 МГц. Примите 50%-й рабочий цикл так, чтобы ширина импульса была половиной импульсного интервала повторения. Создайте 2D импульсную волну, обучаются. Установите GroundReflectionCoefficient к –0.9, чтобы смоделировать отражающую способность веского основания. Распространите поле со стационарного источника на стационарный получатель. Вертикальное разделение источника и получателя составляет приблизительно 10 км.
c = physconst('LightSpeed'); fs = 10e6; pw = 20e-6; pri = 2*pw; PRF = 1/pri; fc = 100e6; lambda = c/fc; bw = 1e6; waveform = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',fs,'PulseWidth',pw,... 'PRF',PRF,'OutputFormat','Pulses','NumPulses',2,'SweepBandwidth',bw,... 'SweepDirection','Down','Envelope','Rectangular','SweepInterval',... 'Positive'); wav = waveform(); n = size(wav,1); plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(wav),'b') xlabel('Time (\mu s)') ylabel('Waveform Magnitude')
Задайте местоположение источника и получателя
Поместите источник и получатель на расстоянии приблизительно в 1 км горизонтально и на расстоянии приблизительно в 5 км вертикально.
pos1 = [0;0;100]; pos2 = [1e3;0;5.0e3]; vel1 = [0;0;0]; vel2 = [0;0;0];
Создайте широкополосный системный объект канала 2D луча
Создайте Систему канала распространения 2D луча object™ и распространите сигнал вдоль обоих угол обзора и отраженные пути к лучу. Тот же сигнал распространен вдоль обоих путей.
channel = phased.WidebandTwoRayChannel('SampleRate',fs,... 'GroundReflectionCoefficient',-0.9,'OperatingFrequency',fc,... 'CombinedRaysOutput',false); prop_signal = channel([wav,wav],pos1,pos2,vel1,vel2); [rng2,angs] = rangeangle(pos2,pos1,'two-ray');
Вычислите задержки μs.
tm = rng2/c*1e6; disp(tm)
16.6815 17.3357
Отобразите расчетный азимут путей к распространению и углы вертикального изменения в градусах.
disp(angs)
0 0 78.4654 -78.9063
Постройте распространенные сигналы
Постройте действительную часть сигнала, распространенного вдоль пути угла обзора.
Постройте действительную часть сигнала, распространенного вдоль отраженного пути.
Постройте действительную часть когерентной суммы двух сигналов.
n = size(prop_signal,1); delay = [0:(n-1)]/fs*1e6; subplot(3,1,1) plot(delay,real([prop_signal(:,1)]),'b') grid xlabel('Time (\mu sec)') ylabel('Real Part') title('Direct Path') subplot(3,1,2) plot(delay,real([prop_signal(:,2)]),'b') grid xlabel('Time (\mu sec)') ylabel('Real Part') title('Reflected Path') subplot(3,1,3) plot(delay,real([prop_signal(:,1) + prop_signal(:,2)]),'b') grid xlabel('Time (\mu sec)') ylabel('Real Part') title('Combined Paths')
Задержка отраженного сигнала пути соглашается с предсказанной задержкой. Величина когерентно объединенного сигнала меньше любого из распространенных сигналов. Этот результат показывает, что два сигнала содержат некоторую интерференцию.
Вычислите результат распространения широкополосного сигнала LFM в среде 2D луча от радара на 10 метров выше источника (0,0,10) к цели в (3000,2000,2000) метры. Примите, что радар и цель являются стационарными и что антенна передачи является изотропной. Объедините сигнал от этих двух путей и сравните сигнал с распространением сигнала в свободном пространстве. Система действует на уровне 300 МГц. Установите CombinedRaysOutput свойство к true объединить прямой путь и отраженный путь сигнализирует при формировании выходного сигнала.
Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным step синтаксис. Например, замените myObject(x) с step(myObject,x).
Создайте линейную форму волны FM.
fop = 300.0e6; fs = 1.0e6; waveform = phased.LinearFMWaveform(); x = waveform();
Задайте целевое положение и скорость.
posTx = [0; 0; 10]; posTgt = [3000; 2000; 2000]; velTx = [0;0;0]; velTgt = [0;0;0];
Смоделируйте распространение свободного пространства.
fschannel = phased.WidebandFreeSpace('SampleRate',waveform.SampleRate);
y_fs = fschannel(x,posTx,posTgt,velTx,velTgt);Распространение 2D луча модели от положения радара к цели.
tworaychannel = phased.WidebandTwoRayChannel('SampleRate',waveform.SampleRate,... 'CombinedRaysOutput',true); y_tworay = tworaychannel(x,posTx,posTgt,velTx,velTgt); plot(abs([y_tworay y_fs])) legend('Wideband two-ray (Position 1)','Wideband free space (Position 1)',... 'Location','best') xlabel('Samples') ylabel('Signal Magnitude') hold on
Переместите радар на 10 метров горизонтально к второй позиции.
posTx = posTx + [10;0;0]; y_fs = fschannel(x,posTx,posTgt,velTx,velTgt); y_tworay = tworaychannel(x,posTx,posTgt,velTx,velTgt); plot(abs([y_tworay y_fs])) legend('Wideband two-ray (Position 1)','Wideband free space (Position 1)',... 'Wideband two-ray (Position 2)','Wideband free space (Position 2)',... 'Location','best') hold off
Потери распространения свободного пространства являются тем же самым и для первых и для вторых положений радара. Потери 2D луча отличаются из-за эффекта взаимодействия путей 2D луча.