Документация

Поддержка моделирования набора сигнала

Чтобы смоделировать набор сигнала с элементом датчика или сенсорной матрицей, можно использовать phased.Collector или phased.WidebandCollector. Оба объекта коллектора принимают, что инцидентные сигналы распространили к местоположению элементов массива, но не были получены массивом. Другими словами, объекты коллектора не моделируют фактический прием массивом. Смотрите Предусилитель Получателя для эффектов сигнала, связанных с усилением и внутренним шумом получателя массива.

Во многих приложениях обработки матриц мало отношение пропускной способности сигнала к несущей частоте. Выраженный как процент, это отношение не превышает несколько процентов. Примеры включают радарные приложения, где импульсный сигнал модулируется несущей частотой в микроволновой области значений. Это узкополосные сигналы. Для узкополосных сигналов можно выразить держащийся вектор как функцию одной частоты, несущей частоты. Для узкополосных сигналов, phased.Collector объект является соответствующим.

В других приложениях не выравнивается по ширине узкополосное предположение. Во многих акустических и приложения гидролокатора, волна, посягающая на массив, является волной давления, которая не модулируется. Не возможно выразить держащийся вектор как функцию одной частоты. В этих случаях подход поддиапазона реализован в phased.WidebandCollector является соответствующим. Широкополосный коллектор разлагает вход на поддиапазоны и вычисляет держащийся вектор для каждого поддиапазона.

Когда вы используете узкополосный коллектор, phased.Collector, необходимо задать эти аспекты коллектора:

Когда вы используете широкополосный коллектор, phased.WidebandCollector, необходимо задать эти аспекты коллектора:

Узкополосный коллектор для универсальной линейной матрицы

В этом примере показано, как создать узкополосный коллектор, который моделирует плоскую волну, посягающую на двухэлементную универсальную линейную матрицу. Массив имеет интервал элемента 0,5 м (значение по умолчанию для ULA). Рабочая частота массива составляет 300 МГц.

Создайте Системные объекты коллектора и массив.

array = phased.ULA('NumElements',2,'ElementSpacing',0.5);
collector = phased.Collector('Sensor',array,...
    'PropagationSpeed',physconst('LightSpeed'),...
    'OperatingFrequency',3e8,'Wavefront','Plane');

Создайте сигнал и симулируйте прием от угла (45; 0).

x =[1 -1 1 -1]';
y = collector(x,[45;0])

y = 4×2 complex

   0.4433 - 0.8964i   0.4433 + 0.8964i
  -0.4433 + 0.8964i  -0.4433 - 0.8964i
   0.4433 - 0.8964i   0.4433 + 0.8964i
  -0.4433 + 0.8964i  -0.4433 - 0.8964i

В предыдущем случае объект коллектора умножает входной сигнал, x, соответствующим элементом держащегося вектора для двухэлементного ULA. Следующий код производит ответ эквивалентным способом. Во-первых, создайте ULA и затем создайте держащийся вектор. Сравните с предыдущим результатом.

array = phased.ULA('NumElements',2,'ElementSpacing',0.5);
steeringvec = phased.SteeringVector('SensorArray',array);
sv = steeringvec(3e8,[45;0]);
x =[1 -1 1 -1]';
y1 = x*sv.'

y1 = 4×2 complex

   0.4433 - 0.8964i   0.4433 + 0.8964i
  -0.4433 + 0.8964i  -0.4433 - 0.8964i
   0.4433 - 0.8964i   0.4433 + 0.8964i
  -0.4433 + 0.8964i  -0.4433 - 0.8964i

Узкополосный коллектор для одного элемента антенны

Sensor свойство phased.Collector Система object™ может указать один элемент антенны. В этом примере создайте пользовательский элемент антенны с помощью phased.CustomAntennaElement Системный объект. Элемент антенны имеет ответ косинуса по углам вертикального изменения от (-90 °, 90 °). Постройте полярный ответ шаблона антенны на уровне 1 ГГц на сокращении вертикального изменения в азимуте на 0 °. Отобразите ответ напряжения антенны в азимуте на 0 ° и вертикальное изменение на 45 °.

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).

fc = 1e9;
antenna = phased.CustomAntennaElement;
antenna.AzimuthAngles = -180:180;
antenna.ElevationAngles = -90:90;
antenna.MagnitudePattern = mag2db(...
    repmat(cosd(antenna.ElevationAngles)',1,numel(antenna.AzimuthAngles)));
resp = antenna(fc,[0;45])

resp = 0.7071

pattern(antenna,fc,0,[-90:90],'Type','powerdb')

Ответ напряжения антенны в азимуте на 0 ° и вертикальное изменение на 45 ° составляют because(45 °), как ожидалось.

Примите узкополосный синусоидальный входной инцидент на элементе антенны от азимута на 0 ° и вертикального изменения на 45 °. Определите сигнал, собранный в элементе.

collector = phased.Collector('Sensor',antenna,'OperatingFrequency',fc);
x =[1 -1 1 -1]';
y = collector(x,[0;45])

y = 4×1

    0.7071
   -0.7071
    0.7071
   -0.7071

Широкополосный набор сигнала

В этом примере показано, как симулировать прием широкополосного акустического сигнала одним элементом ненаправленного микрофона.

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).

x = randn(10,1);
c = 340.0;
microphone = phased.OmnidirectionalMicrophoneElement(...
    'FrequencyRange',[20 20e3],'BackBaffled',true);
collector = phased.WidebandCollector('Sensor',microphone,...
    'PropagationSpeed',c,'SampleRate',50e3,...
    'ModulatedInput',false);
y = collector(x,[30;10]);