Системный объект: phased.ULA
Пакет: поэтапный
Построение дифракционных лепестков диаграммы направленности антенной решетки
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ)
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ,ANGLE)
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ,ANGLE,C)
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ,ANGLE,C,F0)
hPlot = plotGratingLobeDiagram(___)
plotGratingLobeDiagram( строит скрипучую схему лепестка массива в системе координат u-v. Система object™ H,FREQ)H задает массив. Аргумент FREQ задает частоту сигнала и частоту фазовращателя. Массив, по умолчанию, управляется к азимуту на 0 ° и вертикальному изменению на 0 °.
Скрипучая схема лепестка отображает положения peaks узкополосного array pattern. Шаблон массивов зависит только от геометрии массива а не на типы элементов, которые составляют массив. Видимые и невидимые скрипучие лепестки отображены как открытые круги. Только скрипучий peaks лепестка около местоположения mainlobe показывают. Сам mainlobe отображен как заполненный круг.
plotGratingLobeDiagram(, кроме того, задает руководящий угол массивов, H,FREQ,ANGLE)ANGLE.
plotGratingLobeDiagram(, кроме того, задает скорость распространения H,FREQ,ANGLE,C)C.
plotGratingLobeDiagram(, кроме того, задает частоту фазовращателя массивов, H,FREQ,ANGLE,C,F0)F0, это отличается от частоты сигнала, FREQ. Этот аргумент полезен, когда сигнал больше не удовлетворяет узкополосному предположению и, позволяет вам оценивать размер косоглазия луча.
hPlot = plotGratingLobeDiagram(___)
|
Антенна или массив микрофона в виде Системного объекта. |
|
Частота сигнала в виде скаляра. Единицы частоты являются герц. Значения должны лечь в диапазоне, указанном свойством частоты элементов массива, содержавшихся в |
|
Руководящий угол массивов или в виде 2 1 вектора или в виде скаляра. Если Значение по умолчанию: |
|
Скорость распространения сигнала в виде скаляра. Модули являются метрами в секунду. Значение по умолчанию: Скорость света в вакууме |
|
Частота фазовращателя массива в виде скаляра. Единицы частоты являются герц, Когда этот аргумент не использован, частота фазовращателя принята, чтобы быть частотой сигнала, Значение по умолчанию: |
Постройте скрипучую схему лепестка для универсальной линейной матрицы с 4 элементами, имеющей элемент, располагающий меньше с интервалами, чем половина длины волны. Скрипучие лепестки построены в координатах u-v.
Примите, что рабочая частота массива составляет 3 ГГц, и интервал между элементами является 0.45 из длины волны. Всеми элементами являются изотропные антенные элементы. Регулируйте массив в направлении 45 градусов в области азимута и 0 градусов в области вертикального изменения.
c = physconst('LightSpeed'); f = 3e9; lambda = c/f; sIso = phased.IsotropicAntennaElement; sULA = phased.ULA('Element',sIso,'NumElements',4,... 'ElementSpacing',0.45*lambda); plotGratingLobeDiagram(sULA,f,[45;0],c);
Основной лепесток массива обозначается заполненным черным кругом. Скрипучие лепестки в видимых и невидимых областях обозначаются пустыми черными кругами. Видимая область задана пределами направляющего косинуса между [-1,1] и отмечена двумя вертикальными черными линиями. Поскольку интервал массивов меньше половины длины волны, нет никаких скрипучих лепестков в видимой области пробела. Существует бесконечное число скрипучих лепестков в невидимых областях, но только тех в области значений [-3,3] показывают.
Свободная область скрипучего лепестка, отображенная зеленым, является областью значений направлений основного лепестка, для которого нет никаких скрипучих лепестков в видимой области. В этом случае это совпадает с видимой областью.
Белая область схемы указывает на область, где никакие скрипучие лепестки не возможны.
Постройте скрипучую схему лепестка для универсальной линейной матрицы с 4 элементами, имеющей элемент, располагающий с интервалами больше, чем половина длины волны. Скрипучие лепестки построены в координатах u-v.
Примите, что рабочая частота массива составляет 3 ГГц, и интервал между элементами является 0.65 из длины волны. Всеми элементами являются изотропные антенные элементы. Регулируйте массив в направлении 45 градусов в области азимута и 0 градусов в области вертикального изменения.
c = physconst('LightSpeed'); f = 3e9; lambda = c/f; sIso = phased.IsotropicAntennaElement; sULA = phased.ULA('Element',sIso,'NumElements',4,'ElementSpacing',0.65*lambda); plotGratingLobeDiagram(sULA,f,[45;0],c);
Основной лепесток массива обозначается заполненным черным кругом. Скрипучие лепестки в видимых и невидимых областях обозначаются пустыми черными кругами. Видимая область, отмеченная двумя черными вертикальными линиями, соответствует углам падения между-90 и 90 градусами. Видимая область задана пределами направляющего косинуса . Поскольку интервал массивов больше половины длины волны, существует теперь скрипучий лепесток в видимой области пробела. Существует бесконечное число скрипучих лепестков в невидимых областях, но только тех для который показаны.
Свободная область скрипучего лепестка, отображенная зеленым, является областью значений направлений основного лепестка, для которого нет никаких скрипучих лепестков в видимой области. В этом случае это находится в видимой области.
Постройте скрипучую схему лепестка для универсальной линейной матрицы с 4 элементами, имеющей элемент, располагающий с интервалами больше, чем половина длины волны. Примените частоту фазовращателя, которая отличается от частоты сигнала. Скрипучие лепестки построены в координатах u-v.
Примите, что частота сигнала составляет 3 ГГц, и интервал между элементами 0.65 . Всеми элементами являются изотропные антенные элементы. Частота фазовращателя установлена в 3,5 ГГц. Регулируйте массив в направлении азимут, вертикальное изменение.
c = physconst('LightSpeed'); f = 3e9; f0 = 3.5e9; lambda = c/f; sIso = phased.IsotropicAntennaElement; sULA = phased.ULA('Element',sIso,'NumElements',4,... 'ElementSpacing',0.65*lambda ); plotGratingLobeDiagram(sULA,f,[45;0],c,f0);
В результате добавления переключенной частоты mainlobe переключает прямо к большему значения. Луч больше не указывает на фактический исходный угол падения.
mainlobe массива обозначается заполненным черным кругом. Скрипучие лепестки в видимых и невидимых областях обозначаются пустыми черными кругами. Видимая область, отмеченная двумя черными вертикальными линиями, соответствует углам падения между и . Видимая область задана пределами направляющего косинуса . Поскольку интервал массивов больше половины длины волны, существует теперь скрипучий лепесток в видимой области пробела. Существует бесконечное число скрипучих лепестков в невидимых областях, но только тех для который показаны.
Свободная область скрипучего лепестка, отображенная зеленым, является областью значений направлений основного лепестка, для которого нет никаких скрипучих лепестков в видимой области. В этом случае это находится в видимой области.
Пространственная субдискретизация wavefield массивом дает начало видимым скрипучим лепесткам. Если вы думаете о wavenumber, k, как аналогичных угловой частоте, то необходимо произвести сигнал в пространственных интервалах, меньших, чем π/kmax (или λmin/2) для того, чтобы удалить искажение. Внешний вид видимых скрипучих лепестков также известен как пространственное искажение. Переменная kmax является самым большим wavenumber значением, существующим в сигнале.
Направления максимального пространственного ответа ULA определяются peaks array pattern массива (альтернативно названный beam pattern или array factor). Peaks кроме пика mainlobe называется скрипучими лепестками. Для ULA шаблон массивов зависит только от wavenumber компонента wavefield вдоль оси массивов (y - направление для phased.ULA Системный объект). wavenumber компонент связан с направлением взгляда прибытия wavefield ky = –2π sin φ/λ. Угловой φ является поперечным углом — угол, который направление взгляда делает с плоским перпендикуляром к массиву. Направление взгляда указывает далеко от массива до wavefield источника.
Шаблон массивов обладает бесконечным числом периодически распределенного peaks, который равен в силе пику mainlobe. Если вы регулируете массив к направлению φ0, шаблон массивов для ULA имеет свой пик mainlobe в wavenumber значении ky0 = –2π sin φ0/λ. Шаблон массивов имеет сильный скрипучий peaks лепестка в kym = ky0 + 2π m/d для любого целочисленного значения m. Описанный в терминах направляющих косинусов, скрипучие лепестки происходят в um = u0 + mλ/d, где u0 = sin φ0. Направляющий косинус, u0, является косинусом угла, который направление взгляда делает с y - ось и равно sin φ0, когда описано в терминах направления взгляда.
Для того, чтобы соответствовать физическому направлению взгляда, um должен удовлетворить, –1 ≤ um ≤ 1. Можно вычислить физический направляющий угол взгляда φm из sin φm = um как длинный as –1 ≤ um ≤ 1. Интервал скрипучих лепестков зависит от λ/d. Когда λ/d мал достаточно, несколько скрипучих peaks лепестка могут соответствовать физическим направлениям взгляда.
Присутствие или отсутствие видимых скрипучих лепестков для ULA получены в итоге в этой таблице.
| Интервал элемента | Трение лепестков |
|---|---|
| λ/d ≥ 2 | Никакие видимые скрипучие лепестки для любого mainlobe направления. |
| 1 ≤ λ/d < 2 | Видимые скрипучие лепестки могут существовать для некоторой области значений mainlobe направлений. |
| λ/d < 1 | Видимые скрипучие лепестки существуют для каждого mainlobe направления. |
[1] Деревья фургона, H.L. Оптимальная обработка матриц. Нью-Йорк: Wiley-межнаука, 2002.
