phased.MUSICEstimator

Оцените направление прибытия с помощью узкополосного алгоритма MUSIC для ULA

расширьте все на странице

Описание

phased.MUSICEstimator Система object™ реализует узкополосную связь, несколько сигнализируют о классификации (MUSIC) алгоритм для универсальных линейных матриц (ULA). MUSIC является алгоритмом определения направления с высоким разрешением, способным к решению близко расположенных источников сигнала. Алгоритм основан на eigenspace разложении датчика пространственная ковариационная матрица.

Оценить направления прибытия (DOA):

  1. Задайте и настройте phased.MUSICEstimator Системный объект. Смотрите Конструкцию.

  2. Вызовите step метод, чтобы оценить DOAs согласно свойствам phased.MUSICEstimator.

Примечание

В качестве альтернативы вместо того, чтобы использовать step метод, чтобы выполнить операцию, заданную Системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполните эквивалентные операции.

Конструкция

estimator = phased.MUSICEstimator создает Системный объект средства оценки DOA MUSIC, estimator.

estimator = phased.MUSICEstimator(Name,Value) создает Системный объект, estimator, с каждым заданным набором имени свойства к заданному значению. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

Свойства

развернуть все

Сенсорная матрица ULA в виде phased.ULA Системный объект. Если вы не задаете свойств пары "имя-значение" для сенсорной матрицы ULA, свойства по умолчанию массива используются.

Скорость распространения сигнала в виде положительной скалярной величины с действительным знаком. Модули исчисляются в метрах в секунду. Скорость распространения по умолчанию является значением, возвращенным physconst('LightSpeed').

Пример: 3e8

Типы данных: single | double

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

Пример: 1e9

Типы данных: single | double

Включите прямое обратное усреднение в виде false или true. Установите это свойство на true использовать прямое обратное усреднение, чтобы оценить ковариационную матрицу для сенсорных матриц с сопряженным симметричным коллектором массивов.

Типы данных: логический

Поперечные углы сканирования в виде вектора с действительным знаком. Модули в градусах. Поперечные углы между поисковым направлением и осью массивов ULA. Углы находятся между-90 ° и 90 °, включительно. Задайте углы в увеличении значения.

Пример: [-20:20]

Типы данных: single | double

Опция, чтобы включить направлениям прибытия (DOA) выход в виде false или true. Чтобы получить DOA сигналов, установите это свойство на true. DOAs возвращены во втором выходном аргументе, когда объект выполняется.

Типы данных: логический

Источник количества прибывающих сигналов в виде 'Auto' или 'Property'.

  • 'Auto' — Системный объект оценивает количество прибывающих сигналов с помощью метода, заданного в NumSignalsMethod свойство.

  • 'Property' — Задайте количество прибывающих сигналов с помощью NumSignals свойство.

Типы данных: char

Метод раньше оценивал количество прибывающих сигналов в виде 'AIC' или 'MDL'.

  • 'AIC' — Критерий информации о Akaike

  • 'MDL' — Минимальный критерий Длины Описания

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите NumSignalsSource к 'Auto'.

Типы данных: char

Количество прибывающих сигналов для оценки DOA в виде положительного целого числа.

Пример 3

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите NumSignalsSource к 'Property'.

Типы данных: single | double

Опция, чтобы включить пространственное сглаживание в виде неотрицательного целого числа. Используйте пространственное сглаживание, чтобы вычислить направления прибытия когерентных сигналов. Значение нуля не задает пространственного сглаживания. Положительное значение представляет количество подрешеток, использовался для расчета сглаживавшей (усредненной) исходной ковариационной матрицы. Каждый шаг в этом значении позволяет вам обработать один дополнительный когерентный источник, но сокращает эффективное количество элементов массива одним. Длина апертуры сглаживания, L, зависит от длины массива, M, и номера усреднения, K, L = M – K + 1. Максимальным значением K является M – 2.

Пример 5

Типы данных: double

Методы

plotSpectrumПостройте спектр MUSIC
сбросСбросьте состояния Системного объекта
шагОцените направление прибытия с помощью MUSIC
Характерный для всех системных объектов
release

Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Оцените DOAs двух сигналов, полученных стандартным ULA с 10 элементами наличие интервала элемента 1 метра. Затем постройте спектр MUSIC.

Примечание: можно заменить каждый вызов функции с эквивалентным step синтаксис. Например, замените myObject(x) с step(myObject,x).

Создайте массив ULA. Антенна рабочая частота составляет 150 МГц.

fc = 150.0e6;
array = phased.ULA('NumElements',10,'ElementSpacing',1.0);

Создайте прибывающие сигналы в ULA. Истинное направление прибытия первого сигнала составляет 10 ° в азимуте и 20 ° в вертикальном изменении. Направление второго сигнала составляет 60 ° в азимуте и-5 ° в вертикальном изменении.

fs = 8000.0;
t = (0:1/fs:1).';
sig1 = cos(2*pi*t*300.0);
sig2 = cos(2*pi*t*400.0);
sig = collectPlaneWave(array,[sig1 sig2],[10 20; 60 -5]',fc);
noise = 0.1*(randn(size(sig)) + 1i*randn(size(sig)));

Оцените DOAs. 

estimator = phased.MUSICEstimator('SensorArray',array,...
    'OperatingFrequency',fc,...
    'DOAOutputPort',true,'NumSignalsSource','Property',...
    'NumSignals',2);
[y,doas] = estimator(sig + noise);
doas = broadside2az(sort(doas),[20 -5])
doas = 1×2

    9.5829   60.3813

Постройте спектр MUSIC.

plotSpectrum(estimator,'NormalizeResponse',true)

Figure contains an axes. The axes with title MUSIC Spatial Spectrum contains an object of type line. This object represents 1 GHz.

Скрипт Open Live Script

Во-первых, оцените DOAs двух сигналов, полученных стандартным ULA с 10 элементами наличие интервала элемента половины wavelength.Then, постройте пространственный спектр.

Примечание: можно заменить каждый вызов функции с эквивалентным step синтаксис. Например, замените myObject(x) с step(myObject,x).

Антенна рабочая частота составляет 150 МГц. Направления прибытия двух сигналов разделяются на 2 °. Направление первого сигнала является азимутом на 30 ° и вертикальным изменением на 0 °. Направление второго сигнала является азимутом на 32 ° и вертикальным изменением на 0 °. Оцените количество сигналов с помощью критерия Минимальной длины описания (MDL).

Создайте сигналы, прибывающие в ULA.

fs = 8000;
t = (0:1/fs:1).';
f1 = 300.0;
f2 = 600.0;
sig1 = cos(2*pi*t*f1);
sig2 = cos(2*pi*t*f2);
fc = 150.0e6;
c = physconst('LightSpeed');
lam = c/fc;
array = phased.ULA('NumElements',10,'ElementSpacing',0.5*lam);
sig = collectPlaneWave(array,[sig1 sig2],[30 0; 32 0]',fc);
noise = 0.1*(randn(size(sig)) + 1i*randn(size(sig)));

Оцените DOAs. 

estimator = phased.MUSICEstimator('SensorArray',array,...
    'OperatingFrequency',fc,'DOAOutputPort',true,...
    'NumSignalsSource','Auto','NumSignalsMethod','MDL');
[y,doas] = estimator(sig + noise);
doas = broadside2az(sort(doas),[0 0])
doas = 1×2

   30.0000   32.0000

Постройте спектр MUSIC.

plotSpectrum(estimator,'NormalizeResponse',true)

Figure contains an axes. The axes with title MUSIC Spatial Spectrum contains an object of type line. This object represents 1 GHz.

Алгоритмы

развернуть все

Ссылки

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

Расширенные возможности

Смотрите также

Функции

Объекты

Темы

Введенный в R2017b

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте