step

Системный объект: phased.WidebandFreeSpace
Пакет: поэтапный

Распространите широкополосный сигнал от точки до точки с помощью модели канала свободного пространства

Синтаксис

prop_sig = step(sWBFS,sig,origin_pos,dest_pos,origin_vel,dest_vel)

Описание

Примечание

Запуск в R2016b, вместо того, чтобы использовать step метод, чтобы выполнить операцию, заданную Системой object™, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполните эквивалентные операции.

prop_sig = step(sWBFS,sig,origin_pos,dest_pos,origin_vel,dest_vel) возвращает получившийся сигнал, prop_sig, когда широкополосный sig сигнала распространяет через канал свободного пространства от origin_pos положение к dest_pos положение. Любой origin_pos или dest_pos аргументы могут задать больше чем одну точку, но вы не можете задать обоих как имеющий несколько точек. Скорость источника сигнала задана в origin_vel и скорость места назначения сигнала задана в dest_vel. Размерности origin_vel и dest_vel должен согласиться с размерностями origin_pos и dest_pos, соответственно.

Электромагнитные поля, распространенные через канал свободного пространства, могут быть поляризованы или не поляризованы. Для неполяризованных полей, таких как акустические поля, распространение сигнализирует о поле, sig, вектор или матрица. Когда поля поляризованы, sig struct массив. Каждый элемент структуры представляет сигнал вектора электрического поля.

Примечание

Объект выполняет инициализацию в первый раз, когда объект выполняется. Эта инициализация блокирует ненастраиваемые свойства и входные технические требования, такие как размерности, сложность и тип данных входных данных. Если вы изменяете ненастраиваемое свойство или входную спецификацию, Системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить ненастраиваемые свойства или входные параметры, необходимо сначала вызвать release метод, чтобы разблокировать объект.

Входные параметры

развернуть все

Широкополосный распространитель свободного пространства в виде a Системный объект.

Пример: phased.WidebandFreeSpace

  • Широкополосный неполяризованный сигнал в виде M-by-N матрица с комплексным знаком. Каждый столбец содержит сигнал, распространенный вдоль одного из путей свободного пространства.

  • Широкополосный поляризованный сигнал в виде 1 N struct массив, содержащий поля с комплексным знаком. Каждый struct элемент содержит M-by-1 вектор-столбец компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного распространения сигнала вдоль одного из путей свободного пространства.

Количество M является количеством выборок сигнала и N, является количеством каналов свободного пространства. Каждый канал соответствует целевой источником паре.

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.

Для поляризованных полей, каждого struct элемент содержит три M-by-1 вектор-столбцы с комплексным знаком, sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют x, y и z Декартовы компоненты поляризованного сигнала.

Размер первой размерности матричных полей в struct может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала, такую как импульсный сигнал с переменной импульсной частотой повторения.

Пример: [1,1;j,1;0.5,0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Источник сигнала или сигналов в виде вектор-столбца с действительным знаком 3 на 1 или 3 N матрицей с действительным знаком. Модули положения исчисляются в метрах. Количество N является количеством каналов свободного пространства. Если origin_pos вектор-столбец, он принимает форму [x;y;z]. Если origin_pos матрица, каждый столбец задает различный источник сигнала и имеет форму [x;y;z].

Вы не можете задать оба origin_pos и dest_pos как матрицы. По крайней мере один должен быть вектор-столбцом 3 на 1.

Пример: [1000;100;500]

Типы данных: double

Место назначения сигнала или сигналов в виде вектор-столбца с действительным знаком 3 на 1 или 3 N матрицей с действительным знаком. Модули положения исчисляются в метрах. Количество N является количеством каналов свободного пространства. Если dest_pos вектор-столбец 3 на 1, он принимает форму [x;y;z]. Если dest_pos матрица, каждый столбец задает различное место назначения сигнала и принимает форму [x;y;z].

Вы не можете задать оба origin_pos и dest_pos как матрицы. По крайней мере один должен быть вектор-столбцом 3 на 1.

Пример: [0;0;0]

Типы данных: double

Скорость источника сигнала в виде вектор-столбца 3 на 1 с действительным знаком или 3 с действительным знаком N матрицей. Скоростные единицы исчисляются в метрах в секунду. Размерность origin_vel должен совпадать с размерностью origin_pos. Если origin_vel вектор-столбец, он принимает форму [Vx;Vy;Vz]. Если origin_vel 3 N матрицей, каждый столбец задает различную скорость источника и имеет форму [Vx;Vy;Vz].

Пример: [10;0;5]

Типы данных: double

Скорость мест назначения сигнала в виде вектор-столбца 3 на 1 или 3 N матрицей. Скоростные единицы исчисляются в метрах в секунду. Размерность dest_vel должен совпадать с размерностью dest_pos. Если dest_vel вектор-столбец, он принимает форму [Vx;Vy;Vz]. Если dest_vel 3 N матрицей, каждый столбец задает различную целевую скорость и имеет форму [Vx;Vy;Vz].

Пример: [0;0;0]

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

  • Широкополосный неполяризованный сигнал в виде M-by-N матрица с комплексным знаком. Каждый столбец содержит сигнал, распространенный вдоль одного из путей свободного пространства.

  • Широкополосный поляризованный сигнал в виде 1 N struct массив, содержащий поля с комплексным знаком. Каждый struct элемент содержит M-by-1 вектор-столбец компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного распространения сигнала вдоль одного из путей свободного пространства.

Выход prop_sig содержит выборки сигнала, прибывающие к месту назначения сигнала в текущем stepпериод времени. Каждый раз, когда это занимает больше времени, чем система координат текущего времени у сигнала распространить от источника до места назначения, выход не может содержать весь вклад от входа. Следующий вызов step возвратит больше распространенного сигнала.

Примеры

развернуть все

Распространите широкополосный сигнал с тремя тонами в подводном слуховом аппарате с постоянной скоростью распространения. Можно смоделировать эту среду как свободное пространство. Центральная частота составляет 100 кГц, и частоты трех тонов составляют 75 кГц, 100 кГц и 125 кГц, соответственно. Постройте спектр исходного сигнала и распространенного сигнала наблюдать эффект Доплера. Частота дискретизации составляет 100 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).

c = 1500;
fc = 100e3;
fs = 100e3;
relfreqs = [-25000,0,25000];

Настройте стационарный радар и перемещающий цель и вычислите ожидаемого Доплера.

rpos = [0;0;0];
rvel = [0;0;0];
tpos = [30/fs*c; 0;0];
tvel = [45;0;0];
dop = -tvel(1)./(c./(relfreqs + fc));

Создайте сигнал и распространите сигнал к движущейся цели.

t = (0:199)/fs;
x = sum(exp(1i*2*pi*t.'*relfreqs),2);
channel = phased.WidebandFreeSpace(...
    'PropagationSpeed',c,...
    'OperatingFrequency',fc,...
    'SampleRate',fs);
y = channel(x,rpos,tpos,rvel,tvel);

Постройте спектры исходного сигнала и переключенного Доплерами сигнала.

periodogram([x y],rectwin(size(x,1)),1024,fs,'centered')
ylim([-150 0])
legend('original','propagated');

Figure contains an axes. The axes with title Power Spectral Density contains 2 objects of type line. These objects represent original, propagated.

Для этого широкополосного сигнала вы видите, что величина эффекта Доплера увеличивается с частотой. В отличие от этого для узкополосных сигналов, эффект Доплера принят постоянный по полосе.

Ссылки

[1] Proakis, J. Цифровая связь. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

[2] Skolnik, M. Введение в радиолокационные системы. 3-й Эд. Нью-Йорк: McGraw-Hill

[3] Саакян, A. Основные принципы распространения радиоволны. Норвуд, MA: дом Artech, 2011.

[4] Balanis, C. Усовершенствованный технический электромагнетизм. Нью-Йорк: Wiley & Sons, 1989.

[5] Rappaport, T. Радиосвязи: принципы и практика. 2-й Эд. Нью-Йорк: Prentice Hall, 2002.

Введенный в R2015b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте