Оцените 2D направление прибытия с помощью узкополосного алгоритма MUSIC
phased.MUSICEstimator2D Система object™ реализует узкополосную связь, несколько сигнализируют о классификации (MUSIC) алгоритм для плоского 2D или трехмерные массивы, такие как универсальный прямоугольный массив (URA). MUSIC является алгоритмом определения направления с высоким разрешением, способным к решению близко расположенных источников сигнала. Алгоритм основан на eigenspace разложении ковариационной матрицы датчика.
Оценить направления прибытия (DOA):
Задайте и настройте phased.MUSICEstimator2D Системный объект. Смотрите Конструкцию.
Вызовите step метод, чтобы оценить DOAs согласно свойствам phased.MUSICEstimator2D.
Примечание
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.
estimator = phased.MUSICEstimator2Destimator.
estimator = phased.MUSICEstimator2D(Name,Value)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).
| plotSpectrum | Постройте 2D спектр MUSIC |
| сброс | Сбросьте состояния Системного объекта |
| шаг | Оцените направление прибытия с помощью 2D MUSIC |
| Характерный для всех системных объектов | |
|---|---|
release | Позвольте изменения значения свойства Системного объекта |
Примите, что две синусоидальных волны частот 450 Гц и 600 Гц ударяют URA от двух различных направлений. Сигналы прибывают от азимута на-37 °, вертикального изменения на 0 ° и азимута на 17 °, вертикального изменения на 20 °. Используйте 2D MUSIC, чтобы оценить направления прибытия двух сигналов. Массив рабочая частота составляет 150 МГц и частота дискретизации сигнала, составляет 8 кГц.
f1 = 450.0;
f2 = 600.0;
doa1 = [-37;0];
doa2 = [17;20];
fc = 150e6;
c = physconst('LightSpeed');
lam = c/fc;
fs = 8000;Создайте URA с изотропными элементами по умолчанию. Установите область значений частотной характеристики элементов.
array = phased.URA('Size',[11 11],'ElementSpacing',[lam/2 lam/2]); array.Element.FrequencyRange = [50.0e6 500.0e6];
Создайте два сигнала и добавьте случайный шум.
t = (0:1/fs:1).'; x1 = cos(2*pi*t*f1); x2 = cos(2*pi*t*f2); x = collectPlaneWave(array,[x1 x2],[doa1,doa2],fc); noise = 0.1*(randn(size(x))+1i*randn(size(x)));
Создайте и выполните 2D средство оценки MUSIC, чтобы найти направления прибытия.
estimator = phased.MUSICEstimator2D('SensorArray',array,... 'OperatingFrequency',fc,... 'NumSignalsSource','Property',... 'DOAOutputPort',true,'NumSignals',2,... 'AzimuthScanAngles',-50:.5:50,... 'ElevationScanAngles',-30:.5:30); [~,doas] = estimator(x + noise)
doas = 2×2
-37 17
0 20
Предполагаемые DOAs точно совпадают с истинным DOAs.
Постройте 2D пространственный спектр
plotSpectrum(estimator);
Примите, что две синусоидальных волны частот 1,6 кГц и 1,8 кГц ударяют дисковый массив от двух различных направлений. Интервал между элементами диска является 1/2 длиной волны. Сигналы прибывают от азимута на-31 °, вертикального изменения на-11 ° и азимута на 35 °, вертикального изменения на 55 °. Используйте 2D MUSIC, чтобы оценить направления прибытия двух сигналов. Массив рабочая частота составляет 300 МГц и частота дискретизации сигнала, составляет 8 кГц.
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).
f1 = 1.6e3;
f2 = 1.8e3;
doa1 = [-31;-11];
doa2 = [35;55];
fc = 300e6;
c = physconst('LightSpeed');
lam = c/fc;
fs = 8.0e3;Создайте конформный массив с изотропными элементами по умолчанию. Во-первых, создайте URA, чтобы получить положения элемента.
uraarray = phased.URA('Size',[21 21],'ElementSpacing',[lam/2 lam/2]); pos = getElementPosition(uraarray);
Извлеките подмножество их, чтобы сформировать нанесенный диск.
radius = 10.5*lam/2; pos(:,sum(pos.^2) > radius^2) = [];
Затем создайте конформный массив с помощью этих положений.
confarray = phased.ConformalArray('ElementPosition',pos);
viewArray(confarray)
Установите область значений частотной характеристики элементов.
confarray.Element.FrequencyRange = [50.0e6 600.0e6];
Создайте два сигнала и добавьте случайный шум.
t = (0:1/fs:1.5).'; x1 = cos(2*pi*t*f1); x2 = cos(2*pi*t*f2); x = collectPlaneWave(confarray,[x1 x2],[doa1,doa2],fc); noise = 0.1*(randn(size(x)) + 1i*randn(size(x)));
Создайте и выполните 2D средство оценки MUSIC, чтобы найти направления прибытия.
estimator = phased.MUSICEstimator2D('SensorArray',confarray,... 'OperatingFrequency',fc,... 'NumSignalsSource','Property',... 'DOAOutputPort',true,'NumSignals',2,... 'AzimuthScanAngles',-60:.1:60,... 'ElevationScanAngles',-60:.1:60); [~,doas] = estimator(x + noise)
doas = 2×2
35 -31
55 -11
Предполагаемые DOAs точно совпадают с истинным DOAs.
Постройте 2D пространственный спектр
plotSpectrum(estimator);
[1] Деревья фургона, H. L. оптимальная обработка матриц. Нью-Йорк: Wiley-межнаука, 2002.