Frost Beamformer
Заморозьте формирователь луча
- Библиотека:
Phased Array System Toolbox / Beamforming
Описание
Блок Frost Beamformer реализует формирователь луча Фроста. Формирователь луча Фроста состоит из временного интервала формирователь луча MVDR, сопровождаемый банком КИХ-фильтров. Формирователь луча MVDR регулирует луч к данному направлению, в то время как КИХ-фильтры сохраняют степень входного сигнала.
Порты
Входной параметр
X — Входной сигнал
M-by-N матрица с комплексным знаком
Входной сигнал в виде M-by-N матрица, где M является количеством выборок в данных и N, является количеством элементов массива.
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.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
XT — Учебный сигнал
M-by-N матрица с комплексным знаком
Входной сигнал в виде M-by-N матрица, где M является количеством выборок в данных и N, является количеством элементов массива.
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 порт, установите флажок Enable training data input.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
Ang — Направление Beamforming
2 1 вектор с действительным знаком | 2- L матрица с действительным знаком
Направление Beamforming в виде 2- L матрица с действительным знаком, где L является количеством beamforming направлений. Каждый столбец принимает форму [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угловые модули в градусах. Угол азимута должен находиться между-180 ° и 180 °, включительно, и угол возвышения должен находиться между-90 ° и 90 °, включительно. Углы заданы относительно системы локальной координаты массива.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите параметр Source of beamforming direction на Input port.
Типы данных: double
Вывод
Y — Beamformed выход
M-by-L матрица с комплексным знаком
Beamformed выходной параметр, возвращенный как M-by-L матрица с комплексным знаком. Количество M является количеством выборок сигнала и L, является количеством желаемых beamforming направлений, заданных Beamforming direction параметр или от Ang порт.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
W — Веса Beamforming
N-by-L матрица с комплексным знаком
Веса Beamformed, возвращенные как N-by-L матрица с комплексным знаком. Количество N является количеством элементов массива. Когда параметр Specify sensor array as устанавливается на Partitioned array или Replicated subarray, N представляет количество подрешеток. L является количеством желаемых beamforming направлений, заданных в Ang порт или Beamforming direction (deg) свойство. Существует один набор весов для каждого beamforming направления.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите флажок Enable weights output.
Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да
Параметры
Signal propagation speed (m/s) — Скорость распространения сигнала
physconst('LightSpeed') (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина с действительным знаком
Скорость распространения сигнала в виде положительной скалярной величины с действительным знаком. Значением по умолчанию скорости света является значение, возвращенное physconst('LightSpeed'). Модули исчисляются в метрах в секунду.
Пример: 3e8
Типы данных: double
Inherit sample rate — Наследуйте частоту дискретизации от восходящих блоков
на (значении по умолчанию) | прочь
Выберите этот параметр, чтобы наследовать частоту дискретизации от восходящих блоков. В противном случае задайте частоту дискретизации с помощью параметра Sample rate (Hz).
Типы данных: Boolean
Sample rate (Hz) — Частота дискретизации сигнала
1e6 (значение по умолчанию) | положительный скаляр с действительным знаком
Задайте частоту дискретизации сигнала как положительную скалярную величину. Модули находятся в Гц.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Inherit sample rate.
Типы данных: double
FIR filter length — КИХ-длина фильтра
1
Длина КИХ-фильтра раньше обрабатывала каждые данные об элементе датчика в виде положительного целого числа.
Типы данных: double
Diagonal loading factor — Диагональный коэффициент загрузки для устойчивости
неотрицательный скаляр
Задайте диагональный коэффициент загрузки как неотрицательный скаляр. Диагональная загрузка является методом, используемым, чтобы достигнуть устойчивой beamforming эффективности, особенно когда демонстрационная поддержка мала.
Enable training data input — Включите использование обучающих данных
от (значения по умолчанию) | на
Установите этот флажок, чтобы задать дополнительные обучающие данные через входной порт XT. Чтобы использовать входной сигнал в качестве обучающих данных, снимите флажок, который удаляет порт.
Source of beamforming direction — Источник beamforming направления
Property (значение по умолчанию) | Input port
Источник beamforming направления в виде Property или Input port. Когда вы устанавливаете Source of beamforming direction на Property, вы затем устанавливаете направление с помощью параметра Beamforming direction (deg). Когда вы выбираете Input port, направление определяется входом к Ang порт.
Beamforming direction (deg) — Направления Beamforming
2-by-L матрица с действительным знаком
Направления Beamforming в виде 2-by-L матрица с действительным знаком, где L является количеством beamforming направлений. Каждый столбец принимает форму [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угловые модули в градусах. Угол азимута должен находиться между-180 ° и 180 °. Угол возвышения должен находиться между-90 ° и 90 °. Углы заданы относительно системы локальной координаты массива.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Source of beamforming direction на Property.
Enable weights output — Опция, чтобы вывести веса формирователя луча
от (значения по умолчанию) | на
Установите этот флажок, чтобы получить веса формирователя луча из выходного порта, W.
Simulate using — Блокируйте метод симуляции
Interpreted Execution (значение по умолчанию) | Code Generation
Блокируйте симуляцию в виде Interpreted Execution или Code Generation. Если вы хотите, чтобы ваш блок использовал интерпретатор MATLAB®, выбрал Interpreted Execution. Если вы хотите, чтобы ваш блок запустился как скомпилированный код, выбрал Code Generation. Скомпилированный код требует, чтобы время скомпилировало, но обычно запускается быстрее.
Интерпретированное выполнение полезно, когда вы разрабатываете и настраиваете модель. Блок запускает базовую Систему object™ в MATLAB. Можно изменить и выполнить модель быстро. Когда вы удовлетворены своими результатами, можно затем запустить блок с помощью Code Generation. Долгие симуляции, запущенные быстрее со сгенерированным кодом, чем в интерпретированном выполнении. Можно запустить повторенное выполнение без перекомпиляции, но если вы изменяете какие-либо параметры блоков, затем блок автоматически перекомпилировал перед выполнением.
Эта таблица показывает, как параметр Simulate using влияет на полное поведение симуляции.
Когда модель Simulink® находится в Accelerator режим, блочный режим, заданный с помощью Simulate using, заменяет режим симуляции.
Ускоряющие режимы
| Блокируйте симуляцию | Поведение симуляции | ||
Normal | Accelerator | Rapid Accelerator | |
Interpreted Execution | Блок выполняет использование интерпретатора MATLAB. | Блок выполняет использование интерпретатора MATLAB. | Создает независимый исполняемый файл из модели. |
Code Generation | Блок скомпилирован. | Все блоки в модели скомпилированы. | |
Для получения дополнительной информации смотрите Выбор Simulation Mode (Simulink).
Specify sensor array as — Метод, чтобы задать массив
Array (no subarrays) (значение по умолчанию) | MATLAB expression
Метод, чтобы задать массив в виде Array (no subarrays) или MATLAB expression.
Array (no subarrays)— используйте параметры блоков, чтобы задать массив.MATLAB expression— создайте массив с помощью выражения MATLAB.
Expression — Выражение MATLAB раньше создавало массив
Системный объект Phased Array System Toolbox™ массивов
Выражение MATLAB раньше создавало массив в виде допустимого Системного объекта Phased Array System Toolbox массивов.
Пример: phased.URA('Size',[5,3])
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specify sensor array as на MATLAB expression.
Element type — Типы элемента массива
Isotropic Antenna (значение по умолчанию) | Cosine Antenna | Custom Antenna | Omni Microphone | Custom Microphone
Антенна или микрофон вводят в виде одного из следующего:
Isotropic AntennaCosine AntennaCustom AntennaOmni MicrophoneCustom Microphone
Operating frequency range (Hz) — Работа частотным диапазоном антенны или элемента микрофона
[0,1.0e20] (значение по умолчанию) | вектор 1 на 2 строки с действительным знаком
Задайте операционный частотный диапазон антенны или элемента микрофона как вектор 1 на 2 строки в форме [LowerBound,UpperBound]. Элемент не имеет никакого ответа вне этого частотного диапазона. Единицы частоты находятся в Гц.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Isotropic Antenna, Cosine Antenna, или Omni Microphone.
Operating frequency vector (Hz) — Работа частотным диапазоном пользовательской антенны или элементов микрофона
[0,1.0e20] (значение по умолчанию) | вектор-строка с действительным знаком
Задайте частоты, на которых можно установить антенну и частотные характеристики микрофона как 1 L вектором-строкой из увеличения действительных значений. Элемент антенны или микрофона не имеет никакого ответа вне частотного диапазона, заданного минимальными и максимальными элементами этого вектора. Единицы частоты находятся в Гц.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna или Custom Microphone. Используйте Frequency responses (dB), чтобы установить ответы на этих частотах.
Baffle the back of the element — Задержите ответ Isotropic Antenna элемент или Omni Microphone элемент, чтобы обнулить
от (значения по умолчанию) | на
Установите этот флажок, чтобы экранировать заднего ответа элемента. Когда назад экранированный, ответы под всеми углами азимута вне ±90 ° от разворота обнуляются. Поперечное направление задано как угол азимута на 0 ° и угол возвышения на 0 °.
Зависимости
Чтобы включить этот флажок, установите Element type на Isotropic Antenna или Omni Microphone.
Exponent of cosine pattern — Экспоненты азимута и шаблонов косинуса вертикального изменения
[1.5 1.5]
Задайте экспоненты шаблона косинуса как неотрицательный скаляр или с действительным знаком 1 2 матрица неотрицательных значений. Когда Exponent of cosine pattern является вектором 1 на 2, первым элементом является экспонента в направлении азимута, и вторым элементом является экспонента в направлении вертикального изменения. Когда вы устанавливаете этот параметр на скаляр, и направление азимута и шаблоны направляющего косинуса вертикального изменения повышены до той же степени.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Cosine Antenna.
Frequency responses (dB) — Антенна и частотная характеристика микрофона
[0,0]
Частотная характеристика пользовательской антенны или пользовательского микрофона для частот задана параметром Operating frequency vector (Hz). Размерности Frequency responses (dB) должны совпадать с размерностями вектора, заданного параметром Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna или Custom Microphone.
Input Pattern Coordinate System — Система координат пользовательского шаблона антенны
az-el (значение по умолчанию) | phi-theta
Система координат пользовательского шаблона антенны, заданного az-el или phi-theta. Когда вы задаете az-el, используйте Azimuth angles (deg) и параметры Elevations angles (deg), чтобы задать координаты точек шаблона. Когда вы задаете phi-theta, используйте Phi angles (deg) и параметры Theta angles (deg), чтобы задать координаты точек шаблона.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
Azimuth angles (deg) — Углы азимута диаграммы направленности антенн
[-180:180]
Задайте углы азимута, под которыми можно вычислить диаграмму направленности антенн как 1 P вектором-строкой. P должен быть больше 2. Углы азимута должны находиться между-180 ° и 180 °, включительно, и быть в строго увеличивающемся порядке.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type на Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System к az-el.
Elevation angles (deg) — Углы возвышения диаграммы направленности антенн
[-90:90]
Задайте углы возвышения, в которых можно вычислить диаграмму направленности как 1 Q вектором. Q должен быть больше 2. Угловые модули в градусах. Углы возвышения должны находиться между-90 ° и 90 °, включительно, и быть в строго увеличивающемся порядке.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type на Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System к az-el.
Phi Angles (deg) — Угловые координаты Phi пользовательской диаграммы направленности антенн
0:360
Углы Phi точек, в которых можно задать диаграмму направленности антенн, задайте как 1 с действительным знаком P вектором-строкой. P должен быть больше 2. Угловые модули в градусах. Углы Phi должны находиться между 0 ° и 360 ° и быть в строго увеличивающемся порядке.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type на Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System к phi-theta.
Theta Angles (deg) — Угловые координаты Theta пользовательской диаграммы направленности антенн
0:180
Углы theta точек, в которых можно задать диаграмму направленности антенн, задайте как 1 с действительным знаком Q вектором-строкой. Q должен быть больше 2. Угловые модули в градусах. Углы theta должны находиться между 0 ° и 360 ° и быть в строго увеличивающемся порядке.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type на Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System к phi-theta.
Magnitude pattern (dB) — Величина объединенной диаграммы направленности антенн
zeros(181,361) (значение по умолчанию) | Q с действительным знаком-by-P матрица | Q с действительным знаком-by-P-by-L массив
Величина объединенной диаграммы направленности антенн в виде Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив.
Когда параметр Input Pattern Coordinate System устанавливается на
az-el, Q равняется длине вектора, заданного параметром Elevation angles (deg), и P равняется длине вектора, заданного параметром Azimuth angles (deg).Когда параметр Input Pattern Coordinate System устанавливается на
phi-theta, Q равняется длине вектора, заданного параметром Theta Angles (deg), и P равняется длине вектора, заданного параметром Phi Angles (deg).
Количество L равняется длине Operating frequency vector (Hz).
Если этим параметром является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в параметре Operating frequency vector (Hz).
Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в параметре Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
Phase pattern (deg) — Пользовательский шаблон фазы излучения антенны
zeros(181,361) (значение по умолчанию) | Q с действительным знаком-by-P матрица | Q с действительным знаком-by-P-by-L массив
Фаза объединенной диаграммы направленности антенн в виде Q-by-P матрица или Q-by-P-by-L массив.
Когда параметр Input Pattern Coordinate System устанавливается на
az-el, Q равняется длине вектора, заданного параметром Elevation angles (deg), и P равняется длине вектора, заданного параметром Azimuth angles (deg).Когда параметр Input Pattern Coordinate System устанавливается на
phi-theta, Q равняется длине вектора, заданного параметром Theta Angles (deg), и P равняется длине вектора, заданного параметром Phi Angles (deg).
Количество L равняется длине Operating frequency vector (Hz).
Если этим параметром является Q-by-P матрица, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в параметре Operating frequency vector (Hz).
Если значением является Q-by-P-by-L массив, каждый Q-by-P страница массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в Operating frequency vector (
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
MatchArrayNormal — Вращайте антенный элемент, чтобы выстроить нормальный
on (значение по умолчанию) | off
Установите этот флажок, чтобы вращать шаблон антенного элемента, чтобы выровняться с нормальным массивом. Если не выбранный, шаблон элемента не вращается.
Когда антенна используется в антенной решетке, и параметром Input Pattern Coordinate System является az-el, установка этого флажка вращает шаблон так, чтобы x - ось системы координат элемента указала вдоль нормального массива. Выбор использует шаблон элемента без вращения.
Когда антенна используется в антенной решетке, и Input Pattern Coordinate System установлен в phi-theta, установка этого флажка вращает шаблон так, чтобы z - ось системы координат элемента указала вдоль нормального массива.
Используйте параметр в сочетании с параметром Array normal URA и UCA массивы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Antenna.
Polar pattern frequencies (Hz) — Полярные частоты ответа микрофона шаблона
1e3 (значение по умолчанию) | действительный скаляр | 1 с действительным знаком L вектором-строкой
Полярные частоты ответа микрофона шаблона в виде действительного скаляра или с действительным знаком, 1 L вектором. Частоты ответа лежат в частотном диапазоне, заданном вектором Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите набор Element type на Custom Microphone.
Polar pattern angles (deg) — Полярные углы ответа шаблона
[-180:180]
Задайте полярные углы ответа шаблона как 1 P вектором. Углы измеряются от центральной оси погрузки микрофона и должны быть между-180 ° и 180 °, включительно.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Microphone.
Polar pattern (dB) — Пользовательский микрофон полярный ответ
zeros(1,361) (значение по умолчанию) | L с действительным знаком-by-P матрица
Задайте величину пользовательского элемента микрофона полярные шаблоны как L-by-P матрица. L является количеством частот, заданных в Polar pattern frequencies (Hz). P является количеством углов, заданных в Polar pattern angles (deg). Каждая строка матрицы представляет величину полярного шаблона, измеренного на соответствующей частоте, заданной в Polar pattern frequencies (Hz) и всех углах, заданных в Polar pattern angles (deg). Шаблон измеряется в плоскости азимута. В плоскости азимута угол возвышения составляет 0 °, и центральная ось погрузки является азимутом степеней на 0 ° и вертикальным изменением степеней на 0 °. Полярный шаблон симметричен вокруг центральной оси. Можно создать диаграмму направленности микрофона в трехмерном пространстве от полярного шаблона.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Element type на Custom Microphone.
Geometry — Геометрия массивов
ULA (значение по умолчанию) | URA | UCA | Conformal Array
Геометрия массивов в виде одного из
ULA— Универсальная линейная матрицаURA— Универсальный прямоугольный массивUCA— Универсальный круговой массивConformal Array— произвольные положения элемента
Number of elements — Количество элементов массива
2 5 для массивов UCA (значение по умолчанию) | целое число, больше, чем или равный 2
Количество элементов массива для ULA или массивов UCA в виде целого числа, больше, чем или равный 2.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на ULA или UCA.
Element spacing (m) — Интервал между элементами массива
0.5 [0.5,0.5] для массивов URA (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина для ULA или массивов URA | вектор с 2 элементами из положительных значений для массивов URA
Разрядка между смежными элементами массива:
ULA — задайте интервал между двумя смежными элементами в массиве как положительная скалярная величина.
URA — задайте интервал как положительную скалярную величину или вектор 1 на 2 положительных значений. Если Element spacing (m) является скаляром, интервалы строки и столбца равны. Если Element spacing (m) является вектором, вектор имеет форму
[SpacingBetweenArrayRows,SpacingBetweenArrayColumns].
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на ULA или URA.
Array axis — Линейное направление оси ULA
y (значение по умолчанию) | x | z
Линейное направление оси ULA в виде yX, или z. Все элементы массива ULA расположены равными интервалами вдоль этой оси в системе координат локального массива.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на
ULA.Этот параметр также включен, когда блок только поддерживает массивы ULA.
Array size — Размерности массива URA
[2,2]
Размерности массива URA в виде положительного целого числа или вектора 1 на 2 положительных целых чисел.
Если Array size является вектором 1 на 2, вектор имеет форму
[NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns].Если Array size является целым числом, массив имеет то же число элементов в каждой строке и столбце.
Для URA элементы массива индексируются сверху донизу вдоль крайнего левого столбца массивов и продолжаются к следующим столбцам слева направо. В этом рисунке, значении Array size [3,2] создает массив, имеющий три строки и два столбца.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на URA.
Element lattice — Решетка положений элемента URA
Rectangular (значение по умолчанию) | Triangular
Решетка положений элемента URA в виде Rectangular или Triangular.
Rectangular— Выравнивает все элементы последовательно и направления столбца.Triangular— Переключает элементы ровной строки прямоугольной решетки к положительному направлению оси строки. Смещение является половиной интервала элемента по измерению строки.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на URA.
Array normal — Массив нормальное направление
x для массивов URA или z для массивов UCA (значение по умолчанию) | y
Массив нормальное направление в виде xY, или z.
Элементы плоских массивов лежат в плоскости, ортогональной к выбранному массиву нормальное направление. Направления опорного направления элемента указывают вдоль массива нормальное направление.
| Массив нормальное значение параметров | Положения элемента и направления опорного направления |
|---|---|
x | Элементы массива лежат в yz - плоскость. Все векторы опорного направления элемента указывают вдоль x - ось. |
y | Элементы массива лежат в zx - плоскость. Все векторы опорного направления элемента указывают вдоль y - ось. |
z | Элементы массива лежат в xy - плоскость. Все векторы опорного направления элемента указывают вдоль z - ось. |
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на URA или UCA.
Radius of UCA (m) — Радиус UCA массивов
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Радиус массива UCA в виде положительной скалярной величины.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на UCA.
Element positions (m) — Положения конформных элементов массива
[0;0;0]
Положения элементов в конформном массиве в виде 3 N матрицей действительных значений, где N является числом элементов в конформном массиве. Каждый столбец этой матрицы представляет положение [x;y;z]из элемента массива в системе локальной координаты массивов. Источником системы локальной координаты является (0,0,0). Модули исчисляются в метрах.
Зависимости
Включить этому набору параметров Geometry к Conformal Array.
Типы данных: double
Element normals (deg) — Направление конформных векторов нормали элемента массива
[0;0]
Направление векторов нормали элемента в конформном массиве в виде вектора столбцов 2 на 1 или 2 N матрицей. N указывает на число элементов в массиве. Если значение параметров является матрицей, каждый столбец задает нормальное направление соответствующего элемента в форме [azimuth;elevation] относительно системы локальной координаты. Система локальной координаты выравнивает положительный x - ось с направлением, нормальным к конформному массиву. Если значение параметров является вектором столбцов 2 на 1, то же направление обращения используется для всех элементов массива.
Можно использовать Element positions (m) и параметры Element normals (deg), чтобы представлять любое расположение, по которому пары элементов отличаются определенными преобразованиями. Преобразования могут объединить перевод, вращение азимута и вращение вертикального изменения. Однако вы не можете использовать преобразования, которые требуют вращения вокруг нормального направления.
Чтобы включить этот параметр, установите Geometry на Conformal Array.
Типы данных: double
Taper — Заострения элемента массива
1 (значение по умолчанию) | объединяет скаляр | вектор-строка с комплексным знаком
Укажите элемент, заостряющийся как скаляр с комплексным знаком или 1 с комплексным знаком N вектором-строкой. В этом векторе N представляет число элементов в массиве.
Также известный как element weights, заострения умножают ответы элемента массива. Заострения изменяют и амплитуду и фазу ответа, чтобы уменьшать лепестки стороны или регулировать основную ось ответа.
Если Taper является скаляром, тот же вес применяется к каждому элементу. Если Taper является вектором, вес от вектора применяется к соответствующему элементу датчика. Количество весов должно совпадать с числом элементов массива.
Типы данных: double