plotGratingLobeDiagram
Системный объект: phased.URA
Пакет: поэтапный
Построение дифракционных лепестков диаграммы направленности антенной решетки
Синтаксис
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ)
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ,ANGLE)
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ,ANGLE,C)
plotGratingLobeDiagram(H,FREQ,ANGLE,C,F0)
hPlot = plotGratingLobeDiagram(___)
Описание
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(___)
Входные параметры
|
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: |
Примеры
Трение схемы лепестка для микрофона URA
Постройте скрипучую схему лепестка для 11 9 универсальными формами элемента прямоугольный массив, имеющий элемент, располагающий с интервалами равный половине длины волны.
Примите, что рабочая частота массива составляет 10 кГц. Всеми элементами являются элементы ненаправленного микрофона. Регулируйте массив в направлении 20 градусов в области азимута и 30 градусов в области вертикального изменения. Скорость звука в воздухе составляет 344,21 м/с на уровне 21 градуса C.
cair = 344.21; f = 10.0e3; lambda = cair/f; microphone = phased.OmnidirectionalMicrophoneElement(... 'FrequencyRange',[20 20000]); array = phased.URA('Element',microphone,'Size',[11,9],... 'ElementSpacing',0.5*lambda*[1,1]); plotGratingLobeDiagram(array,f,[20;30],cair);
Постройте скрипучие лепестки. Основной лепесток массива обозначается заполненным черным кругом. Скрипучие лепестки в видимых и невидимых областях обозначаются незаполненными черными кругами. Видимая область является областью в координатах u-v для который . Видимая область показывается модульным строившим в начале координат кругом. 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.
Белые области схемы указывают на область, где никакие скрипучие лепестки не возможны.
Создайте скрипучую схему лепестка для субдискретизируемого микрофона URA
Постройте скрипучую схему лепестка для 11 9 универсальными формами элемента прямоугольный массив, имеющий элемент, располагающий с интервалами больше, чем половина длины волны. Скрипучие лепестки построены в координатах u-v.
Примите, что рабочая частота массива составляет 10 кГц, и интервал между элементами является 0.75 из длины волны. Всеми элементами являются элементы ненаправленного микрофона. Регулируйте массив в направлении 20 градусов в области азимута и 30 градусов в области вертикального изменения. Скорость звука в воздухе составляет 344,21 м/с на уровне 21 градуса C.
cair = 344.21; f = 10000; lambda = cair/f; sMic = phased.OmnidirectionalMicrophoneElement(... 'FrequencyRange',[20 20000]); sURA = phased.URA('Element',sMic,'Size',[11,9],... 'ElementSpacing',0.75*lambda*[1,1]); plotGratingLobeDiagram(sURA,f,[20;30],cair);
Основной лепесток массива обозначается заполненным черным кругом. Скрипучие лепестки в видимых и невидимых областях обозначаются незаполненными черными кругами. Видимая область является областью в координатах u-v для который . Видимая область показывается модульным строившим в начале координат кругом. Поскольку интервал массивов больше половины длины волны, там трут лепестки 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 находится в видимой области. Поскольку mainlobe находится вне зеленой зоны, в видимой области существует скрипучий лепесток.
Создайте скрипучую схему лепестка для микрофона URA со сдвигом частоты
Постройте скрипучую схему лепестка для 11 9 универсальными формами элемента прямоугольный массив, имеющий элемент, располагающий с интервалами больше, чем половина длины волны. Примените 20%-е смещение частоты фазовращателя. Скрипучие лепестки построены в координатах u-v.
Примите, что рабочая частота массива составляет 10 кГц, и интервал между элементами является 0.75 из длины волны. Всеми элементами являются элементы ненаправленного микрофона. Регулируйте массив в направлении 20 градусов в области азимута и 30 градусов в области вертикального изменения. Переключенная частота составляет 12 000 Гц. Скорость звука в воздухе составляет 344,21 м/с на уровне 21 градуса C.
cair = 344.21; f = 10000; f0 = 12000; lambda = cair/f; sMic = phased.OmnidirectionalMicrophoneElement(... 'FrequencyRange',[20 20000]); sURA = phased.URA('Element',sMic,'Size',[11,9],... 'ElementSpacing',0.75*lambda*[1,1]); plotGratingLobeDiagram(sURA,f,[20;30],cair,f0);
mainlobe массива обозначается заполненным черным кругом. mainlobe переместился от его положения в предыдущий пример из-за сдвига частоты. Скрипучие лепестки в видимых и невидимых областях обозначаются незаполненными черными кругами. Видимая область является областью в координатах u-v для который . Видимая область показывается модульным строившим в начале координат кругом. Поскольку интервал массивов больше половины длины волны, там трут лепестки 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 находится в видимой области. Поскольку mainlobe находится вне зеленой зоны, в видимой области существует скрипучий лепесток.
Концепции
Трение лепестков
Пространственная субдискретизация wavefield массивом производит видимые скрипучие лепестки. Если вы думаете о wavenumber, k, как аналогичных угловой частоте, то необходимо произвести сигнал в пространственных интервалах, меньших, чем π/kmax (или λmin/2), 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 URA определяются peaks array pattern (альтернативно названный beam pattern или array factor.) Peaks кроме основного пика лепестка называется скрипучими лепестками. Для URA шаблон массивов зависит только от wavenumber компонента wavefield в плоскости массивов (y и направления z для phased.URA Системный объект). wavenumber компоненты связаны с направлением взгляда прибытия wavefield ky = –2π sin az cos el/λ и kz = –2π sin el/λ. Угол az является углом азимута прибытия wavefield. Угол el является углом возвышения прибытия wavefield. Направление взгляда указывает далеко от массива до wavefield источника.
Шаблон массивов обладает бесконечным числом периодически расположенного с интервалами peaks, который равен в силе пику mainlobe. Если вы регулируете массив к азимуту az0, el0 и направлению вертикального изменения, шаблон массивов для URA имеет свой пик mainlobe в wavenumber значении, ky0 = –2π sin az0 cos el0/λ, kz0 = –2π sin el0/λ. Шаблон массивов имеет сильный peaks в kym = ky0 + 2π m/dy, kzn = kz0 + 2π n/dz для целочисленных значений m и n. Количества dy и dz являются межэлементными интервалами в y - и направления z-, соответственно. Описанный в терминах направляющих косинусов, скрипучие лепестки происходят в um = u0 –mλ/dy и vn = v0 –nλ/dz. Основные направляющие косинусы лепестка определяются u0 = sin az0 cos el0 и v0 = sin el0, когда описано в терминах направления взгляда.
Скрипучие лепестки могут отобразиться или быть невидимы, в зависимости от значения um2 + vn2. Когда um2 + vn2 ≤ 1, направление взгляда представляет видимое направление. Когда значение больше один, скрипучий лепесток невидим. Для каждого видимого скрипучего лепестка можно вычислить направление взгляда (azm,n,elm,n) из um = sin azm cos elm и vn = sin eln. Интервал скрипучих лепестков зависит от λ/d. Когда λ/d мал достаточно, несколько скрипучих peaks лепестка могут соответствовать физическим направлениям взгляда.
Ссылки
[1] Деревья фургона, H.L. Оптимальная обработка матриц. Нью-Йорк: Wiley-межнаука, 2002.