Exponenta Banner

phased.WidebandRadiator

Широкополосный теплоотвод сигнала

расширьте все на странице

Описание

phased.WidebandRadiator Система object™ реализует широкополосный теплоотвод сигнала. Теплоотвод преобразует сигналы в излученные wavefields, переданные от массивов и отдельных элементов датчика, таких как антенны, элементы микрофона и преобразователи гидролокатора. Теплоотвод выход представляет поля на ссылочном расстоянии одного метра от центра фазы элемента или массива. Алгоритм делит сигнал в каждом элементе в поддиапазоны частоты и применяет узкополосную задержку к каждому сигналу с помощью приближения сдвига фазы. Затем задержанные поддиапазоны когерентно добавляются, чтобы создать выходной сигнал. Можно затем распространить сигналы к далекому полевому использованию, например, phased.WidebandFreeSpace, phased.WidebandLOSChannel, или phased.WidebandTwoRayChannel Системные объекты. Можно использовать этот объект для

  • модель излучила сигналы, как поляризовано или не поляризовано поля в зависимости от ли элемент или поляризация поддержки массивов и значение свойства Polarization. Используя поляризацию, можно передать сигнал как поляризованное электромагнитное поле или передать два независимых сигнала с помощью двойной поляризации.

  • акустические излученные поля модели при помощи неполяризованного микрофона и элементов массива преобразователя гидролокатора и путем установки Поляризации на 'None'. Необходимо также установить PropagationSpeed на значение, подходящее для носителя.

  • излучите поля от подрешеток, созданных phased.ReplicatedSubarray и phased.PartitionedArray объекты. Можно регулировать все подрешетки в том же направлении с помощью Держащегося углового аргумента, STEERANG, или регулируйте каждую подрешетку в различном направлении с помощью аргумента весов элемента Подрешетки, WS. Теплоотвод распределяет степени сигнала одинаково среди элементов каждой подрешетки.

Излучать сигналы:

  1. Создайте phased.WidebandRadiator объект и набор его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты?.

Создание

Синтаксис

radiator = phased.WidebandRadiator
radiator = phased.WidebandRadiator(Name,Value)

Описание

radiator = phased.WidebandRadiator создает широкополосный объект теплоотвода сигнала, radiator, со значениями свойств по умолчанию.

radiator = phased.WidebandRadiator(Name,Value) создает широкополосный теплоотвод сигнала с каждым свойством Name установите на заданный Value. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN). Заключите каждое имя свойства в одинарные кавычки.

Пример: radiator = phased.WidebandRadiator('Sensor',phased.URA,'CarrierFrequency',300e6) устанавливает сенсорную матрицу на универсальный прямоугольный массив (URA) со значениями свойств URA по умолчанию. Формирователь луча имеет несущую частоту 300 МГц.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты.

Элемент датчика или сенсорная матрица в виде Системного объекта, принадлежащего Phased Array System Toolbox. Сенсорная матрица может содержать подрешетки.

Пример: phased.URA

Скорость распространения сигнала в виде положительной скалярной величины. Модули исчисляются в метрах в секунду. Скорость распространения по умолчанию является значением, возвращенным physconst('LightSpeed'). Смотрите physconst для получения дополнительной информации.

Пример: 3e8

Типы данных: double

Частота дискретизации сигнала в виде положительного скаляра с действительным знаком. Модули находятся в герц.

Пример: 1e6

Типы данных: double

Несущая частота в виде положительного скаляра с действительным знаком. Модули находятся в герц.

Пример: 1e6

Типы данных: double

Количество обработки поддиапазонов в виде положительного целого числа.

Пример: 128

Типы данных: double

Усиление датчика измеряется в виде 'dB' или 'dBi'.

  • Когда вы устанавливаете это свойство на 'dB', степень входного сигнала масштабируется шаблоном степени датчика (в дБ) в соответствующем направлении и затем объединяется.

  • Когда вы устанавливаете это свойство на 'dBi', степень входного сигнала масштабируется шаблоном направленности (в dBi) в соответствующем направлении и затем объединяется. Эта опция полезна, когда это необходимо, чтобы сравнить результаты со значениями, вычисленными основным уравнением радиолокации, которое использует dBi, чтобы задать усиление антенны. Расчет с помощью 'dBi' опция является дорогой, когда она требует, чтобы интегрирование по всем направлениям вычислило общую излученную степень датчика.

Типы данных: char

Настройка поляризации в виде 'None', 'Combined', или 'Dual'. Когда вы устанавливаете это свойство на 'None', выходное поле рассматривается скалярным полем. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Combined', излученные поля поляризованы и интерпретированы как один сигнал в свойственной поляризации датчика. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Dual', H и компоненты поляризации V излученного поля являются независимыми сигналами.

Пример: 'Dual'

Типы данных: char

Включите вход весов в виде false или true. Когда true, используйте объектный входной параметр W задавать веса. Веса применяются к отдельным элементам массива (или на уровне подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Типы данных: логический

Использование

Синтаксис

Y = radiator(X,ANG)
Y = radiator(X,ANG,LAXES)
Y = radiator(XH,XV,ANG,LAXES)
Y = radiator(___,W)
Y = radiator(___,STEERANG)
Y = radiator(___,WS)
Y = radiator(X,ANG,LAXES,W,STEERANG)

Описание

пример

Y = radiator(X,ANG) излучает X сигнала в направлениях, заданных ANG. Для каждого направления метод вычисляет излученный сигнал, Y, путем подведения итогов вкладов каждого элемента или подрешетки.

пример

Y = radiator(X,ANG,LAXES) также задает систему локальной координаты теплоотвода, LAXES. Этот синтаксис применяется, когда вы устанавливаете свойство Polarization на 'Combined'.

Y = radiator(XH,XV,ANG,LAXES) задает сигнал порта горизонтальной поляризации, XH, и сигнал порта вертикальной поляризации, XV. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Polarization на 'Dual'.

Y = radiator(___,W) также задает W как элемент массива или веса подрешетки. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство WeightsInputPort на true.

Y = radiator(___,STEERANG) также задает STEERANG как угол поворота подрешётки. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Sensor на массив, который поддерживает подрешетки и устанавливает SubarraySteering свойство того массива к любому 'Phase' или 'Time'.

Y = radiator(___,WS) также задает WS когда веса применились к каждому элементу в каждой подрешетке. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Sensor на массив, который поддерживает подрешетки и устанавливает SubarraySteering из того массива к 'Custom'.

Можно объединить дополнительные входные параметры, когда их свойства включения установлены, например, Y = radiator(X,ANG,LAXES,W,STEERANG) объединения несколько входных параметров. Дополнительные входные параметры должны быть перечислены в том же порядке как порядок свойств включения.

Входные параметры

развернуть все

Сигнал излучить в виде M с комплексным знаком-by-1 векторный или M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной сигнала, и N является количеством элементов массива (или подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Размерности X

РазмерностьСигнал
M-by-1 вектор

Тот же сигнал излучен от всех элементов массива (или все подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

M-by-N matrixКаждый столбец соответствует сигналу, излученному соответствующим элементом массива (или соответствующие подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Размер первой размерности входной матрицы может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной импульсной частотой повторения.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Polarization на 'None' или 'Combined'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Излучение направлений сигналов в виде 2 с действительным знаком L матрицей. Каждый столбец задает исходящее направление в форме [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угол азимута должен находиться между-180 ° и 180 °, включительно. Угол возвышения должен находиться между-90 ° и 90 °, включительно. Модули в градусах.

Пример: [30,20;45,0]

Типы данных: double

Система локальной координаты в виде 3х3 ортогональной матрицы с действительным знаком. Столбцы матрицы задают ортонормированный x системы локальной координаты, y и оси z относительно глобальной системы координат.

Пример: rotx(30)

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите Polarization свойство к 'Combined' или 'Dual'.

Типы данных: double

Порт H-поляризации сигнализирует, чтобы излучить в виде M с комплексным знаком-by-1 векторный или M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной сигнала, и N является количеством элементов массива (или подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Размерности XH

РазмерностьСигнал
M-by-1 вектор

Тот же сигнал излучен от всех элементов массива (или все подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

M-by-N matrixКаждый столбец соответствует сигналу, излученному соответствующим элементом массива (или соответствующие подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Размерности и размеры XH и XV должно быть то же самое.

Размер первой размерности входной матрицы может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной импульсной частотой повторения.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Polarization на 'Dual'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Порт V-поляризации сигнализирует, чтобы излучить в виде M с комплексным знаком-by-1 векторный или M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной сигнала, и N является количеством элементов массива (или подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Размерности XV

РазмерностьСигнал
M-by-1 вектор

Тот же сигнал излучен от всех элементов массива (или все подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

M-by-N matrixКаждый столбец соответствует сигналу, излученному соответствующим элементом массива (или соответствующие подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Размерности и размеры XH и XV должно быть то же самое.

Размер первой размерности входной матрицы может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной импульсной частотой повторения.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство Polarization на 'Dual'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Элемент или веса подрешетки в виде N с комплексным знаком-by-1 вектор-столбец, где N является количеством элементов массива (или подрешетки когда подрешетки поддержки массивов).

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите свойство WeightsInputPort на true.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Веса элемента подрешетки в виде N с комплексным знаком матрица SE-by-N или 1 N массивом ячеек, где N является количеством подрешеток. Эти веса применяются к отдельным элементам в подрешетке.

Веса элемента подрешетки

Сенсорная матрицаВеса подрешетки
phased.ReplicatedSubarray

Все подрешетки имеют те же размерности и размеры. Затем веса подрешетки формируют матрицу SE-by-N N. N SE является числом элементов в каждой подрешетке и N, является количеством подрешеток. Каждый столбец WS задает веса для соответствующей подрешетки.

phased.PartitionedArray

Подрешетки не могут иметь тех же размерностей и размеров. В этом случае можно задать веса подрешетки как

  • матрица SE-by-N N, где N SE является теперь числом элементов в самой большой подрешетке. Первые записи Q в каждом столбце являются весами элемента для подрешетки, где Q является числом элементов в подрешетке.

  • 1 N массивом ячеек. Каждая ячейка содержит вектор-столбец весов для соответствующей подрешетки. Вектор-столбцы имеют длины, равные числу элементов в соответствующей подрешетке.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите Sensor свойство к массиву, который содержит подрешетки и устанавливает SubarraySteering свойство массива к 'Custom'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Угол поворота подрешётки в виде длины 2 вектор-столбца. Вектор имеет форму [azimuthAngle;elevationAngle]. Угол азимута должен быть между-180 ° и 180 °, включительно. Угол возвышения должен быть между-90 ° и 90 °, включительно. Модули в градусах.

Пример: [20;15]

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите Sensor свойство к массиву, который поддерживает подрешетки и устанавливает SubarraySteering свойство того массива к любому 'Phase' или 'Time'

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

Излученные сигналы в виде M с комплексным знаком-by-L матрица или 1 L массивом ячеек, где L является количеством исходящих углов, ANG. M является длиной входного сигнала, X.

  • Если значение свойства Поляризации установлено в 'None', выходной аргумент Y M-by-L матрица.

  • Если значение свойства Поляризации установлено в 'Combined' или 'Dual'Y 1 L массивом ячеек структур. Каждая ячейка соответствует отдельному сигналу излучения. Каждый struct содержит три вектор-столбца, содержащие X, Y и компоненты Z поляризованных полей, заданных относительно глобальной системы координат.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

stepЗапустите алгоритм Системного объекта
releaseВысвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
resetСбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Создайте URA 5 на 5 и расположите элементы с интервалами половина длины волны независимо. Длина волны соответствует частоте проекта 300 МГц.

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 массив URA 5 на 5 элементов косинуса

c = physconst('LightSpeed');
fc = 100e6;
lam = c/fc;
antenna = phased.CosineAntennaElement('CosinePower',[2,2]);
array = phased.URA('Element',antenna,'Size',[5,5],'ElementSpacing',[0.5,0.5]*lam);

Создайте и излучите широкополосный сигнал

Излучите широкополосный сигнал, состоящий из трех синусоид в 2, 10 и 11 МГц. Установите частоту дискретизации на 25 МГц. Излучите поля в два направления: (30,10) азимут степеней и вертикальное изменение и (20,50) азимут степеней и вертикальное изменение.

fs = 25e6;
f1 = 2e6;
f2 = 10e6;
f3 = 11e6;
dt = 1/fs;
Tsig = 100e-6;
t = [0:dt:Tsig];
sig = 5.0*sin(2*pi*f1*t) + 2.0*sin(2*pi*f2*t + pi/10) + 4*sin(2*pi*f3*t + pi/2); 
radiatingangles = [30 10; 20 50]';
radiator = phased.WidebandRadiator('Sensor',array,'CarrierFrequency',fc,'SampleRate',fs);
radsig = radiator(sig.',radiatingangles);

Постройте излученный сигнал

Постройте входной сигнал к теплоотводу и излученным сигналам.

plot(t(1:300)*1e6,real(sig(1:300)))
hold on
plot(t(1:300)*1e6,real(radsig(1:300,1)))
plot(t(1:300)*1e6,real(radsig(1:300,2)))
hold off
xlabel('Time (\mu sec)')
ylabel('Amplitude')
legend('Input signal','Radiate to (30,10)','Radiate to (20,50)')

Постройте спектры сигнала, который излучен к (30,10) степени.

periodogram(real(radsig(:,1)),rectwin(size(radsig,1)),4096,fs);

Скрипт Open Live Script

Исследуйте поляризованное поле, произведенное широкополосным теплоотводом из универсального массива линии (ULA) с пятью элементами, состоявшего из антенных элементов короткого диполя.

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).

Настройте ULA пяти антенн короткого диполя с включенной поляризацией. Интервал элемента установлен в 1/2 длину волны несущей частоты. Создайте широкополосный теплоотвод System object(TM).

fc = 100e6;
c = physconst('LightSpeed');
lam = c/fc;
antenna = phased.ShortDipoleAntennaElement;
array = phased.ULA('Element',antenna,'NumElements',5,'ElementSpacing',lam/2);

Излучите сигнал, состоящий из суммы трех синусоид. Излучите сигнал в два различных направления. Излученные углы являются азимутом и углами возвышения, заданными относительно системы локальной координаты. Система локальной координаты задана 10 вращениями степени вокруг оси X от глобальных координат.

fs = 25e6;
f1 = 2e6;
f2 = 10e6;
f3 = 11e6;
dt = 1/fs;
fc = 100e6;
t = [0:dt:100e-6];
sig = 5.0*sin(2*pi*f1*t) + 2.0*sin(2*pi*f2*t + pi/10) + 4*sin(2*pi*f3*t + pi/2);
radiatingAngle = [30 30; 0 20];
laxes = rotx(10);
radiator = phased.WidebandRadiator('Sensor',array,'SampleRate',fs,...
    'CarrierFrequency',fc,'Polarization','Combined');
y = radiator(sig.',radiatingAngle,laxes);

Постройте первые 200 выборок y и z компоненты поляризованного полевого распространения в [30,0] направление.

plot(10^6*t(1:200),real(y(1).Y(1:200)))
hold on
plot(10^6*t(1:200),real(y(1).Z(1:200)))
hold off
xlabel('Time (\mu sec)')
ylabel('Amplitude')
legend('Y Polarization','Z Polarization')

Больше о

развернуть все

Расширенные возможности

Смотрите также

| | |

Введенный в R2015b

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка