Exponenta Banner

phased.Collector

Узкополосный коллектор сигнала

расширьте все на странице

Описание

phased.Collector Система object™ реализует узкополосный коллектор сигнала. Коллектор преобразует инцидентные узкополосные поля волны, прибывающие от заданных направлений в сигналы, которые будут далее обработаны. Поля волны являются инцидентом на антенне и элементах микрофона, сенсорных матрицах или подрешетках. Объект собирает сигналы одним из двух способов, которыми управляет свойство Wavefront.

  • Если свойство Wavefront установлено в 'Plane', собранные сигналы в каждом элементе или подрешетке формируются из когерентной суммы всех инцидентных полей плоской волны, произведенных в каждом элементе массива или подрешетке.

  • Если свойство Wavefront установлено в 'Unspecified', собранные сигналы формируются из независимого полевого инцидента на каждом отдельном элементе датчика.

Можно использовать этот объект для

  • модель, прибывающая сигналы, как поляризовано или не поляризовано поля, в зависимости от ли элемент или поляризация поддержки массивов и значение свойства Polarization. Используя поляризацию, можно получить сигнал как поляризованное электромагнитное поле или получить два независимых сигнала, использующие двойной (i.e. ортогональный) направления поляризации.

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

  • соберите поля в подрешетках, 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. Вы не можете установить свойство Wavefront на 'Unspecified' для подрешеток.

Собрать прибывающие сигналы в элементах или массивах:

  1. Создайте phased.Collector 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

collector = phased.Collector
collector = phased.Collector(Name,Value)

Описание

collector = phased.Collector создает узкополосный объект коллектора сигнала, collector, со значениями свойств по умолчанию.

collector = phased.Collector(Name,Value) создает узкополосный коллектор 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: collector = phased.collector('Sensor',phased.URA,'OperatingFrequency',300e6) устанавливает сенсорную матрицу на универсальный прямоугольный массив (URA) со значениями свойств URA по умолчанию. Формирователь луча имеет рабочую 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

Рабочая частота в виде положительной скалярной величины. Модули находятся в Гц.

Пример: 1e9

Типы данных: double

Тип входящего фронта импульса в виде 'Plane' или 'Unspecified':

  • 'Plane' — входные сигналы являются несколькими плоскими волнами, посягающими на целый массив. Каждая плоская волна получена всеми элементами сбора.

  • 'Unspecified' — собранные сигналы являются независимым полевым инцидентом на отдельных элементах датчика. Если Sensor свойство является массивом, который содержит подрешетки, вы не можете установить Wavefront свойство к 'Unspecified'.

Типы данных: char

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

  • Когда вы устанавливаете это свойство на 'dB', степень входного сигнала масштабируется диаграммой направленности мощности 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, предсказанными 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.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите Wavefront свойство к 'Plane'.

Типы данных: char

Настройка поляризации в виде 'None', 'Combined', или 'Dual'. Когда вы устанавливаете это свойство на 'None', падающие поля рассматриваются скалярными полями. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Combined', падающие поля поляризованы и представляют один прибывающий сигнал, поляризация которого отражает свойственную поляризацию датчика. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Dual', H и компоненты поляризации V полей 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 = collector(X,ANG)
Y = collector(X,ANG,LAXES)
[YH,YV] = collector(X,ANG,LAXES)
[___] = collector(___,W)
[___] = collector(___,STEERANG)
[___] = collector(___,WS)

Описание

пример

Y = collector(X,ANG) собирает сигналы, X, прибытие от направлений задано ANGY содержит собранные сигналы.

Y = collector(X,ANG,LAXES) также задает LAXES как системные направления осей локальной координаты. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Polarization на 'Combined'.

[YH,YV] = collector(X,ANG,LAXES) возвращает компонент H-поляризации поля, YH, и компонент V-поляризации, YV. Чтобы использовать этот синтаксис, установите свойство Polarization на 'Dual'.

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

[___] = collector(___,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'.

[___] = collector(___,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'.

Входные параметры

развернуть все

Прибывающие сигналы в виде M с комплексным знаком-by-L матрица или 1 с комплексным знаком L массивом ячеек структур. M является количеством выборок сигнала, и L является количеством углов падения. Этот аргумент представляет прибывающие поля.

  • Если Polarization значение свойства установлено в 'None'X M-by-L матрица.

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

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 Polarization свойство к 'None' или 'Combined'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Направления прибытия сигналов в виде 2 с действительным знаком L матрицей. Каждый столбец задает направление прибытия в форме [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угол азимута должен находиться между-180 ° и 180 °, включительно. Угол возвышения должен находиться между-90 ° и 90 °, включительно. Когда свойством Wavefront является false, количество углов должно равняться количеству элементов массива, N. 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

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

Собранный сигнал, возвращенный как M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной входного сигнала. N является количеством элементов массива (или подрешетки, когда подрешетки поддерживаются). Каждый столбец соответствует сигналу, собранному соответствующим элементом массива (или соответствующие подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Зависимости

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

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Собранный горизонтальный сигнал поляризации, возвращенный как M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной входного сигнала. N является количеством элементов массива (или подрешетки, когда подрешетки поддерживаются). Каждый столбец соответствует сигналу, собранному соответствующим элементом массива (или соответствующие подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Зависимости

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

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Собранный горизонтальный сигнал поляризации, возвращенный как M с комплексным знаком-by-N матрица. M является длиной входного сигнала. N является количеством элементов массива (или подрешетки, когда подрешетки поддерживаются). Каждый столбец соответствует сигналу, собранному соответствующим элементом массива (или соответствующие подрешетки, когда подрешетки поддерживаются).

Зависимости

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

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

Используйте phased.Collector Система object™, чтобы создать сигнал, прибывающий в одну изотропную антенну от азимута на 10 ° и вертикального изменения на 30 °.

antenna = phased.IsotropicAntennaElement;
collector = phased.Collector('Sensor',antenna);
x = [1;0;-1];
incidentAngle = [10;30];
y = collector(x,incidentAngle)
y = 3×1

     1
     0
    -1
Скрипт Open Live Script

Соберите сигнал далекого поля, достигающий универсальной линейной матрицы (ULA) с 3 элементами изотропных антенных элементов.

antenna = phased.ULA('NumElements',3);
collector = phased.Collector('Sensor',antenna,'OperatingFrequency',1e9);
x = [1;0;-1];
incidentAngle = [10 30]';
y = collector(x,incidentAngle)
y = 3×3 complex

  -0.0051 - 1.0000i   1.0000 + 0.0000i  -0.0051 + 1.0000i
   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i
   0.0051 + 1.0000i  -1.0000 + 0.0000i   0.0051 - 1.0000i
Скрипт Open Live Script

Соберите различные сигналы в трехэлементном массиве. Каждый входной сигнал прибывает из различного направления.

array = phased.ULA('NumElements',3);
collector = phased.Collector('Sensor',array,'OperatingFrequency',1e9,...
    'Wavefront','Unspecified');

Каждый столбец является сигналом для одного элемента

x = rand(10,3)
x = 10×3

    0.8147    0.1576    0.6557
    0.9058    0.9706    0.0357
    0.1270    0.9572    0.8491
    0.9134    0.4854    0.9340
    0.6324    0.8003    0.6787
    0.0975    0.1419    0.7577
    0.2785    0.4218    0.7431
    0.5469    0.9157    0.3922
    0.9575    0.7922    0.6555
    0.9649    0.9595    0.1712

Задайте три инцидентных угла.

incidentAngles = [10 0; 20 5; 45 2]';
y = collector(x,incidentAngles)
y = 10×3

    0.8147    0.1576    0.6557
    0.9058    0.9706    0.0357
    0.1270    0.9572    0.8491
    0.9134    0.4854    0.9340
    0.6324    0.8003    0.6787
    0.0975    0.1419    0.7577
    0.2785    0.4218    0.7431
    0.5469    0.9157    0.3922
    0.9575    0.7922    0.6555
    0.9649    0.9595    0.1712
Скрипт Open Live Script

Создайте универсальную линейную матрицу (ULA) с 4 элементами. Массив рабочая частота составляет 1 ГГц. Интервал элемента массива является одной половиной соответствующей длины волны. Смоделируйте набор синусоиды на 200 Гц от далекого полевого инцидента на массиве в азимуте на 45 ° и вертикальном изменении на 10 °.

Создайте массив.

fc = 1e9;
lambda = physconst('LightSpeed')/fc;
array = phased.ULA('NumElements',4,'ElementSpacing',lambda/2);

Создайте сигнал синусоиды.

t = linspace(0,1,1e3);
x = cos(2*pi*200*t)';

Создайте коллектор, возражают и получают полученный сигнал.

collector = phased.Collector('Sensor',array, ...
    'PropagationSpeed',physconst('LightSpeed'),'Wavefront','Plane', ...
    'OperatingFrequency',fc);
incidentangle = [45;10];
receivedsig = collector(x,incidentangle);
Скрипт Open Live Script

Используйте систему двухполюсной поляризации, чтобы получить целевую информацию о рассеивании. Симулируйте передатчик и приемник, куда вертикальные и горизонтальные составляющие передаются последовательно с помощью входных портов передатчика. Сигналы от двух выходных портов поляризации приемника затем используются, чтобы определить целевую матрицу рассеяния.

scmat = [0 1i; 1i 2];
radiator = phased.Radiator('Sensor', ...
    phased.CustomAntennaElement('SpecifyPolarizationPattern',true), ...
    'Polarization','Dual');
target = phased.RadarTarget('EnablePolarization',true,'ScatteringMatrix', ...
    scmat);
collector = phased.Collector('Sensor', ...
    phased.CustomAntennaElement('SpecifyPolarizationPattern',true), ...
    'Polarization','Dual');
xh = 1;
xv = 1;

Передайте горизонтальную составляющую и отобразите отраженные компоненты поляризации Shh и Svh.

x = radiator(xh,0,[0;0],eye(3));
xrefl = target(x,[0;0],eye(3));
[Shh,Svh] = collector(xrefl,[0;0],eye(3))
Shh = 0

Svh = 0.0000 + 3.5474i

Передайте вертикальную составляющую и отобразите отраженные компоненты поляризации Shv и Svv.

x = radiator(0,xv,[0;0],eye(3));
xrefl = target(x,[0;0],eye(3));
[Shv,Svv] = collector(xrefl,[0;0],eye(3))
Shv = 0.0000 + 3.5474i

Svv = 7.0947

Алгоритмы

Если Wavefront значением свойства является 'Plane', phased.Collector собирает каждый сигнал плоской волны использование приближения фазы задержек через собирающиеся элементы в далеком поле.

Если Wavefront значением свойства является 'Unspecified', phased.Collector собирает каждый канал независимо.

Для получения дальнейшей информации см. [1].

Ссылки

[1] Деревья фургона, H. Оптимальная обработка матриц. Нью-Йорк: Wiley-межнаука, 2002.

Расширенные возможности

Смотрите также

| |

Введенный в R2011a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка