Формирователь луча GSC

Обобщенный боковой компенсатор

Библиотека:
Панель инструментов системы фазированных массивов/формирование диаграммы направленности

Описание

Блок GSC Beamformerblock реализует обобщенный формирователь луча гашения боковых узлов (GSC). Формирователь луча GSC расщепляет поступающие сигналы и посылает их через обычный тракт формирователя луча и боковой тракт гашения. Алгоритм сначала предварительно устанавливает матрицу в направлении формирования луча, а затем адаптивно выбирает веса фильтра, чтобы минимизировать мощность на выходе пути гашения боковой зоны. Алгоритм использует наименьшие средние квадраты (LMS) для вычисления адаптивных весов. Конечный сигнал формирования луча представляет собой разность между выходами двух трактов.

Порты

Вход

развернуть все

`X` - Входной сигнал
M-на-N комплекснозначная матрица

Входной сигнал, заданный как матрица M-на-N, где M - количество выборок в данных, а N - количество элементов матрицы.

Размер первого размера входной матрицы может изменяться для моделирования изменения длины сигнала. Изменение размера может происходить, например, в случае формы импульса с переменной частотой повторения импульса.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

`Ang` - Направление формирования луча
2-by-L матрица вещественных значений

Направление формирования луча, заданное как 2-by-L действительная матрица, где L - число направлений формирования луча. Каждый столбец имеет вид [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угловые единицы в градусах. Азимутальный угол должен лежать между -180 ° и 180 ° включительно, а угол возвышения - между -90 ° и 90 ° включительно. Углы определяются относительно локальной системы координат массива.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Source of beamforing direction значение Input port.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

`Y` - Выход в виде луча
M-by-L комплекснозначная матрица

Выходной сигнал в виде луча, возвращаемый в виде комплексной матрицы M-by-L. Величина М представляет собой количество выборок сигнала, а L представляет собой количество требуемых направлений формирования луча, указанных в Ang порт.

Параметры

развернуть все

Главная вкладка

`Signal propagation speed (m/s)` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Скорость распространения сигнала, заданная как действительный положительный скаляр. Значением по умолчанию скорости света является значение, возвращаемое physconst('LightSpeed'). Единицы измерения в метрах в секунду.

Пример: 3e8

Типы данных: double

`Inherit sample rate` - Наследование частоты дискретизации от родительских блоков
on (по умолчанию) | off

Выберите этот параметр для наследования частоты дискретизации от родительских блоков. В противном случае укажите частоту дискретизации с помощью параметра Частота дискретизации (Гц).

Типы данных: Boolean

`Sample rate (Hz)` - Частота дискретизации сигнала
`1e6` (по умолчанию) | положительный скаляр с действительным значением

Укажите частоту дискретизации сигнала как положительный скаляр. Единицы измерения в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Наследовать частоту выборки.

Типы данных: double

`Signal path FIR filter length` - Длина фильтра FIR по сигнальному тракту
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

Длина фильтра FIR тракта сигнала, заданная как положительное целое число. Фильтр FIR является дельта-функцией.

`Adaptive filter step size` - Коэффициент размера шага адаптивного фильтра LMS
`0.1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент размера шага адаптивного фильтра, заданный как положительный скаляр. Эта величина при делении на общую мощность в пути гашения боковой зоны определяет фактический размер шага адаптивного фильтра, используемый алгоритмом LMS.

`Beamforming direction (deg)` - Направления формирования луча
2-by-L матрица вещественных значений

Направления формирования луча, заданные как 2-by-L действительная матрица, где L - число направлений формирования луча. Каждый столбец принимает форму [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Угловые единицы в градусах. Угол азимута должен лежать между -180 ° и 180 °. Угол возвышения должен лежать между -90 ° и 90 °. Углы определяются относительно локальной системы координат массива.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Source of beamforing direction значение Property.

`Source of beamforming direction` - Источник направления формирования луча
`Property` (по умолчанию) | `Input port`

Источник направления формирования луча, указанный как Property или Input port. Если для параметра «Источник направления формирования луча» задано значение PropertyЗатем направление задается с помощью параметра Направление (град) формирования луча. При выборе Input port, направление определяется входом в Ang порт.

`Simulate using` - Метод моделирования блоков
`Interpreted Execution` (по умолчанию) | `Code Generation`

Моделирование блоков, указанное как Interpreted Execution или Code Generation. Если вы хотите, чтобы ваш блок использовал интерпретатор MATLAB ®, выберитеInterpreted Execution. Если вы хотите, чтобы ваш блок работал как скомпилированный код, выберите Code Generation. Скомпилированный код требует времени для компиляции, но обычно работает быстрее.

Интерпретированное выполнение полезно при разработке и настройке модели. Блок запускает базовую системную object™ в MATLAB. Модель можно быстро изменить и выполнить. Когда вы удовлетворены результатами, вы можете запустить блок с помощью Code Generation. Длительное моделирование выполняется быстрее с сгенерированным кодом, чем при интерпретированном выполнении. Можно выполнять повторные выполнения без перекомпиляции, но если изменить какие-либо параметры блока, то блок автоматически перекомпилируется перед выполнением.

В этой таблице показано, как параметр Simulate using влияет на общее поведение моделирования.

Когда модель Simulink ® находится вAccelerator режим блока, заданный с помощью Simulate, переопределяет режим моделирования.

Режимы ускорения

Моделирование блоков	Поведение при моделировании
Моделирование блоков	`Normal`	`Accelerator`	`Rapid Accelerator`
`Interpreted Execution`	Блок выполняется с использованием интерпретатора MATLAB.	Блок выполняется с использованием интерпретатора MATLAB.	Создание автономного исполняемого файла из модели.
`Code Generation`	Блок скомпилирован.	Все блоки в модели компилируются.	Создание автономного исполняемого файла из модели.

Дополнительные сведения см. в разделе Выбор режима моделирования (Simulink).

Вкладка «Массивы датчиков»

`Specify sensor array as` - Метод задания массива
`Array (no subarrays)` (по умолчанию) | `MATLAB expression`

Метод задания массива, указанный как Array (no subarrays) или MATLAB expression.

Array (no subarrays) - используйте параметры блока для задания массива.
MATLAB expression - создание массива с помощью выражения MATLAB.

`Expression` - выражение MATLAB, используемое для создания массива
Поэтапная система массивов Toolbox™ системный объект массива

Выражение MATLAB, используемое для создания массива, указывается как допустимый объект System панели инструментов системы фазированных массивов.

Пример: phased.URA('Size',[5,3])

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Задать массив датчиков значение MATLAB expression.

Параметры элемента

`Element type` - Типы элементов массива
`Isotropic Antenna` (по умолчанию) | `Cosine Antenna` | `Custom Antenna` | `Omni Microphone` | `Custom Microphone`

Тип антенны или микрофона:

Isotropic Antenna
Cosine Antenna
Custom Antenna
Omni Microphone
Custom Microphone

`Operating frequency range (Hz)` - Диапазон рабочих частот антенны или микрофона
`[0,1.0e20]` (по умолчанию) | действительный вектор строки 1 на 2

Укажите диапазон рабочих частот антенны или микрофонного элемента в виде вектора строки 1 на 2 в форме [LowerBound,UpperBound]. Элемент не имеет отклика вне этого частотного диапазона. Единицы измерения частоты - в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Isotropic Antenna, Cosine Antenna, или Omni Microphone.

`Operating frequency vector (Hz)` - Диапазон рабочих частот пользовательских антенных или микрофонных элементов
`[0,1.0e20]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Укажите частоты, на которых следует задавать частотные характеристики антенны и микрофона в виде вектора 1-by-L строк возрастающих вещественных значений. Антенна или микрофонный элемент не имеет отклика вне частотного диапазона, заданного минимальным и максимальным элементами этого вектора. Единицы измерения частоты - в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Antenna или Custom Microphone. Используйте частотные отклики (дБ) для установки откликов на этих частотах.

`Baffle the back of the element` - Установить обратную реакцию `Isotropic Antenna` элемент или `Omni Microphone` элемент к нулю
off (по умолчанию) | on

Установите этот флажок, чтобы создать обратную реакцию элемента. При заднем отражении отклики на всех азимутальных углах за ± 90 ° от ширины устанавливаются на ноль. Направление ширины определяется как угол азимута 0 ° и угол места 0 °.

Зависимости

Чтобы включить этот флажок, установите для типа элемента значение Isotropic Antenna или Omni Microphone.

`Exponent of cosine pattern` - Экспоненты косинусов азимута и высоты
`[1.5 1.5]` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вещественная матрица 1 на 2 неотрицательных значений

Укажите экспоненты косинусного массива как неотрицательный скаляр или вещественную матрицу 1 на 2 неотрицательных значений. Когда экспонента косинусного массива является вектором 1 на 2, первый элемент является экспонентой в направлении азимута, а второй элемент является экспонентой в направлении возвышения. При установке для этого параметра значения скаляра узоры косинуса как направления азимута, так и направления возвышения поднимаются до одинаковой степени.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Cosine Antenna.

`Frequency responses (dB)` - Частотная характеристика антенны и микрофона
`[0,0]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Частотная характеристика пользовательской антенны или пользовательского микрофона для частот, определенных параметром вектора рабочей частоты (Гц). Размеры частотных откликов (дБ) должны совпадать с размерами вектора, заданного параметром Рабочий частотный вектор (Гц).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Antenna или Custom Microphone.

`Input Pattern Coordinate System` - Система координат пользовательской диаграммы направленности антенны
`az-el` (по умолчанию) | `phi-theta`

Система координат пользовательской диаграммы направленности антенны, указанная az-el или phi-theta. При указании az-elиспользуйте параметры «Азимутальные углы» (град) и «Углы отметок» (град) для задания координат точек образца. При указании phi-thetaДля задания координат точек массива используйте параметры углов Фи (град) и Тета (град).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Antenna.

`Azimuth angles (deg)` - Азимутальные углы диаграммы направленности антенны
`[-180:180]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Укажите азимутальные углы, при которых будет вычисляться диаграмма направленности антенны как вектор 1-by-P строки. Значение P должно быть больше 2. Азимутальные углы должны лежать между -180 ° и 180 ° включительно и находиться в строго возрастающем порядке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Element type значение Custom Antenna и параметр «Входная система координат массива» для az-el.

`Elevation angles (deg)` - Углы возвышения диаграммы направленности антенны
`[-90:90]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Укажите углы возвышения для вычисления диаграммы направленности в качестве вектора 1-by-Q. Q должно быть больше 2. Угловые единицы в градусах. Углы возвышения должны лежать между -90 ° и 90 ° включительно и находиться в строго возрастающем порядке.

Зависимости

`Phi Angles (deg)` - угловые координаты Phi пользовательской диаграммы направленности антенны
`0:360` | вектор строки с действительным значением 1-by-P

Углы Phi точек, в которых задается диаграмма направленности антенны, определяются как действительный вектор 1-by-P строки. Значение P должно быть больше 2. Угловые единицы в градусах. Углы Phi должны лежать между 0 ° и 360 ° и находиться в строго возрастающем порядке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Element type значение Custom Antenna и параметр «Входная система координат массива» для phi-theta.

`Theta Angles (deg)` - Координаты угла тета пользовательской диаграммы направленности антенны
`0:180` | вектор строки с действительным значением 1-by-Q

Углы тета точек, в которых задается диаграмма направленности антенны, определяются как действительный вектор 1-by-Q строки. Q должно быть больше 2. Угловые единицы в градусах. Углы тета должны лежать между 0 ° и 360 ° и находиться в строго возрастающем порядке.

Зависимости

`Magnitude pattern (dB)` - Величина комбинированной диаграммы направленности антенны
`zeros(181,361)` (по умолчанию) | матрица Q-by-P с действительным значением | массив Q-by-P-by-L с действительным значением

Величина комбинированной диаграммы направленности антенны, определяемая как матрица Q-за-P или матрица Q-за-P-за-L.

Если для параметра «Входная система координат массива» установлено значение az-el, Q - длина вектора, заданная параметром «Углы возвышения» (°), а P - длина вектора, заданная параметром «Углы азимута» (°).
Если для параметра «Входная система координат массива» установлено значение phi-thetaQ равно длине вектора, заданного параметром Theta Angles (град.), и P равно длине вектора, заданного параметром Phi Angels (град.).

Величина L равна длине вектора рабочей частоты (Гц).

Если этот параметр является матрицей Q-by-P, то тот же шаблон применяется ко всем частотам, указанным в параметре вектора рабочей частоты (Гц).
Если значением является массив Q-by-P-by-L, каждая страница массива Q-by-P задает шаблон для соответствующей частоты, указанной в параметре вектора рабочей частоты (Гц).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Antenna.

`Phase pattern (deg)` - Индивидуальная фазовая диаграмма излучения антенны
`zeros(181,361)` (по умолчанию) | матрица Q-by-P с действительным значением | массив Q-by-P-by-L с действительным значением

Фаза комбинированной диаграммы направленности антенны, определяемая как матрица Q-за-P или матрица Q-за-P-за-L.

Если для параметра «Входная система координат массива» установлено значение az-el, Q - длина вектора, заданная параметром «Углы возвышения» (°), а P - длина вектора, заданная параметром «Углы азимута» (°).
Если для параметра «Входная система координат массива» установлено значение phi-thetaQ равно длине вектора, заданного параметром Theta Angles (град.), и P равно длине вектора, заданного параметром Phi Angels (град.).

Величина L равна длине вектора рабочей частоты (Гц).

Если этот параметр является матрицей Q-by-P, то тот же шаблон применяется ко всем частотам, указанным в параметре вектора рабочей частоты (Гц).
Если значением является массив Q-by-P-by-L, каждая страница массива Q-by-P задает шаблон для соответствующей частоты, указанной в векторе рабочей частоты (

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Antenna.

`MatchArrayNormal` - Повернуть антенный элемент в нормальное положение решетки
`on` (по умолчанию) | `off`

Установите этот флажок для поворота диаграммы направленности антенных элементов с выравниванием по нормали к решетке. Если этот параметр не выбран, образец элемента не поворачивается.

Когда антенна используется в антенной решетке и параметр Input Pattern Coordinate System (Входная система координат диаграммы направленности) имеет значение az-elесли этот флажок установлен, массив поворачивается так, что ось X системы координат элемента указывает вдоль нормали массива. При отсутствии выбора используется образец элемента без поворота.

Если антенна используется в антенной решетке, и для параметра Input Pattern Coordinate System установлено значение phi-thetaесли этот флажок установлен, массив поворачивается так, что ось z системы координат элемента указывает вдоль нормали массива.

Используйте параметр совместно с нормальным параметром Array URA и UCA массивы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Antenna.

`Polar pattern frequencies (Hz)` - Частоты отклика микрофона с полярным рисунком
1e3 (по умолчанию) | вещественный скаляр | действительный вектор строки 1-by-L

Частота отклика полярного шаблона микрофона, заданная как действительный скаляр или действительный вектор 1-by-L. Частоты отклика находятся в диапазоне частот, заданном вектором рабочей частоты (Гц).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Microphone.

`Polar pattern angles (deg)` - Полярные углы отклика
`[-180:180]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением -by-P

Задайте углы отклика полярного массива в качестве вектора 1-by-P. Углы измеряются от центральной оси датчика микрофона и должны быть от -180 ° до 180 ° включительно.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Microphone.

`Polar pattern (dB)` - Настраиваемая полярная реакция микрофона
`zeros(1,361)` (по умолчанию) | действительная матрица L-by-P

Задайте величину полярных узоров пользовательского элемента микрофона в виде матрицы L-by-P. L - число частот, указанных в полярной схеме частот (Гц). P - количество углов, указанных в полярных углах рисунка (град.). Каждая строка матрицы представляет величину полярной картины, измеренную на соответствующей частоте, заданной в частотах полярной картины (Гц), и всех углах, заданных в углах полярной картины (град). Образец измеряется в плоскости азимута. В плоскости азимута угол места равен 0 °, а центральная ось датчика - 0 ° градусов по азимуту и 0 ° градусов по отметке. Полярный рисунок симметричен вокруг центральной оси. Можно создать шаблон реакции микрофона в 3-D пространстве из полярного шаблона.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для типа элемента значение Custom Microphone.

Параметры массива

`Geometry` - Геометрия массива
`ULA` (по умолчанию) | `URA` | `UCA` | `Conformal Array`

Геометрия массива, заданная как одна из

ULA - Однородный линейный массив
URA - Однородный прямоугольный массив
UCA - Однородный круговой массив
Conformal Array - произвольные положения элементов

`Number of elements` - Количество элементов массива
`2` для массивов ULA и `5` для массивов UCA (по умолчанию) | целое число, большее или равное 2

Число элементов массива для массивов ULA или UCA, указанное как целое число, большее или равное 2.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение ULA или UCA.

`Element spacing (m)` - Интервал между элементами массива
`0.5` для массивов ULA и `[0.5,0.5]` для массивов URA (по умолчанию) | положительный скаляр для массивов ULA или URA | 2-элементный вектор положительных значений для массивов URA

Интервал между соседними элементами массива:

ULA - указывает интервал между двумя смежными элементами в массиве как положительный скаляр.
URA - указывает интервал как положительный скаляр или вектор 1 на 2 положительных значений. Если интервал между элементами (m) является скаляром, интервалы между строками и столбцами равны. Если «Element spacing (m)» является вектором, вектор имеет вид [SpacingBetweenArrayRows,SpacingBetweenArrayColumns].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение ULA или URA.

`Array axis` - Направление линейной оси ULA
`y` (по умолчанию) | `x` | `z`

Направление линейной оси ULA, указанное как y, x, или z. Все элементы массива ULA равномерно расположены вдоль этой оси в локальной системе координат массива.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение ULA.
Этот параметр также активируется, если блок поддерживает только массивы ULA.

`Array size` - Размеры массива URA
`[2,2]` (по умолчанию) | положительное целое | вектор положительных целых чисел 1 на 2

Размеры массива URA, заданные как положительное целое число или вектор 1 на 2 положительных целых чисел.

Если размер массива является вектором 1 на 2, вектор имеет вид [NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns].
Если размер массива является целым числом, массив имеет одинаковое количество элементов в каждой строке и столбце.

Для URA элементы массива индексируются сверху вниз вдоль крайнего левого столбца массива и переходят к следующим столбцам слева направо. На этом рисунке значение размера массива [3,2] создает массив с тремя строками и двумя столбцами.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение URA.

`Element lattice` - Решетка позиций элементов URA
`Rectangular` (по умолчанию) | `Triangular`

Решетка позиций элементов URA, указанная как Rectangular или Triangular.

Rectangular - Выравнивание всех элементов в направлениях строк и столбцов.
Triangular - сдвигает четные элементы прямоугольной решетки в направлении положительной оси строки. Смещение составляет половину расстояния между элементами вдоль размера строки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение URA.

`Array normal` - Нормальное направление массива
`x` для массивов URA или `z` для массивов UCA (по умолчанию) | `y`

Нормальное направление массива, указанное как x, y, или z.

Элементы плоских массивов расположены в плоскости, ортогональной выбранному направлению нормали массива. Направления визирования элемента указывают вдоль нормали массива.

Нормальное значение параметра массива	Положения элементов и направления бурного визирования
`x`	Элементы массива лежат в плоскости yz. Все векторы визирования элементов указывают вдоль оси X.
`y`	Элементы массива лежат в плоскости zx. Все векторы визирования элементов указывают вдоль оси Y.
`z`	Элементы массива лежат в плоскости xy. Все векторы визирования элементов указывают вдоль оси Z.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение URA или UCA.

`Radius of UCA (m)` - радиус массива UCA
0,5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Радиус массива UCA, заданный как положительный скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение UCA.

`Element positions (m)` - Положения конформных элементов массива
`[0;0;0]` (по умолчанию) | 3-by-Nmatrix реальных значений

Положения элементов в конформном массиве, задаваемые как 3-by-N матрица вещественных значений, где N - количество элементов в конформном массиве. Каждый столбец этой матрицы представляет позицию [x;y;z]элемента массива в локальной системе координат массива. Начало локальной системы координат равно (0,0,0). Единицы в метрах.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение Conformal Array.

Типы данных: double

`Element normals (deg)` - Направление нормальных векторов элементов конформной матрицы
`[0;0]` | вектор столбца 2 на 1 | матрица 2-by-N

Направление нормальных векторов элементов в конформном массиве, определяемое как вектор-столбец 2 на 1 или матрица 2-by-N. N - количество элементов в массиве. Если значение параметра является матрицей, каждый столбец определяет направление нормали соответствующего элемента в форме [azimuth;elevation] относительно локальной системы координат. Локальная система координат выравнивает положительную ось X по нормали к конформному массиву. Если значением параметра является вектор столбца 2 на 1, то для всех элементов массива используется одинаковое направление указания.

Можно использовать параметры Положения элемента (m) и Нормали элемента (deg) для представления любого расположения, в котором пары элементов отличаются определенными преобразованиями. Преобразования могут сочетать перемещение, поворот по азимуту и поворот по отметке. Однако нельзя использовать преобразования, требующие поворота относительно направления нормали.

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Геометрия (Geometry) значение Conformal Array.

Типы данных: double

`Taper` - Сужения элементов массива
1 (по умолчанию) | комплексный скаляр | вектор строки с комплексным значением

Укажите сужение элемента как скаляр с комплексным значением или вектор 1-by-N строки с комплексным значением. В этом векторе N представляет количество элементов в массиве.

Также известные как веса элементов, конусы умножают ответы элементов массива. Конусы изменяют как амплитуду, так и фазу отклика для уменьшения боковых лепестков или направления главной оси отклика.

Если конусность является скаляром, к каждому элементу применяется одинаковый вес. Если конусность является вектором, вес из вектора применяется к соответствующему элементу датчика. Количество весов должно соответствовать количеству элементов массива.

Типы данных: double

Подробнее

развернуть все

Обобщенная отмена сиделобе

Обобщенный боковой компенсатор (GSC) является эффективной реализацией формирователя луча минимальной дисперсии линейного ограничения (LCMV). Формирование луча LCMV минимизирует выходную мощность матрицы при сохранении мощности в одном или нескольких заданных направлениях. Этот тип формирователя луча называется формирователем луча с ограничениями. Можно вычислить точные веса для ограниченного формирователя луча, но вычисление является дорогостоящим, когда количество элементов велико. Вычисление требует инверсии большой пространственной ковариационной матрицы. Формулировка GSC преобразует задачу LCMV адаптивной оптимизации в задачу адаптивной без ограничений, что упрощает реализацию.

В алгоритме GSC поступающие данные датчика разбиваются на два сигнальных тракта, как показано на блок-схеме. Верхний путь представляет собой обычный формирователь луча. Нижний тракт представляет собой адаптивный неограниченный формирователь луча, целью которого является минимизация выходной мощности GSC. Алгоритм GSC состоит из следующих этапов:

Предварительная обработка данных датчика элемента путем сдвига по времени поступающих сигналов. Предварительная регулировка времени выравнивает все сигналы сенсорных элементов. Временные сдвиги зависят от угла прихода сигнала.
Пропускают предварительно обработанные сигналы через верхний тракт в обычный формирователь луча с фиксированными весами wconv.
Кроме того, предварительно установленные сигналы проходят через нижний тракт в блокирующую матрицу, В. Блокирующая матрица ортогональна сигналу и удаляет сигнал из нижнего тракта.
Фильтрация сигналов нижнего тракта через набор фильтров FIR. FilterLength задает длину фильтров. Коэффициенты фильтра представляют собой адаптивные веса фильтра, wad.
Вычислите разность между верхним и нижним трактами сигналов. Это различие представляет собой выходной сигнал GSC в виде луча.
Отправьте формируемый лучом выходной сигнал обратно в фильтр. Адаптируйте веса фильтра с использованием алгоритма наименьшего среднего квадрата (LMS). Адаптивный размер шага LMS - это величина, заданная LMSStepSizeFactor свойство, деленное на общую мощность сигнала.

См. также

phased.GSCBeamformer

Представлен в R2016b

Документация

Формирователь луча GSC

Описание

Порты

Вход

X - Входной сигнал M-на-N комплекснозначная матрица

Ang - Направление формирования луча 2-by-L матрица вещественных значений

Зависимости

Продукция

Y - Выход в виде луча M-by-L комплекснозначная матрица

Параметры

Signal propagation speed (m/s) - Скорость распространения сигнала physconst('LightSpeed') (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Inherit sample rate - Наследование частоты дискретизации от родительских блоков on (по умолчанию) | off

Sample rate (Hz) - Частота дискретизации сигнала 1e6 (по умолчанию) | положительный скаляр с действительным значением

Зависимости

Signal path FIR filter length - Длина фильтра FIR по сигнальному тракту 1 (по умолчанию) | положительное целое число

Adaptive filter step size - Коэффициент размера шага адаптивного фильтра LMS 0.1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Beamforming direction (deg) - Направления формирования луча 2-by-L матрица вещественных значений

Зависимости

Source of beamforming direction - Источник направления формирования луча Property (по умолчанию) | Input port

Simulate using - Метод моделирования блоков Interpreted Execution (по умолчанию) | Code Generation

Specify sensor array as - Метод задания массива Array (no subarrays) (по умолчанию) | MATLAB expression

Expression - выражение MATLAB, используемое для создания массива Поэтапная система массивов Toolbox™ системный объект массива

Зависимости

Element type - Типы элементов массива Isotropic Antenna (по умолчанию) | Cosine Antenna | Custom Antenna | Omni Microphone | Custom Microphone

Operating frequency range (Hz) - Диапазон рабочих частот антенны или микрофона [0,1.0e20] (по умолчанию) | действительный вектор строки 1 на 2

Зависимости

Operating frequency vector (Hz) - Диапазон рабочих частот пользовательских антенных или микрофонных элементов [0,1.0e20] (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Зависимости

Baffle the back of the element - Установить обратную реакцию Isotropic Antenna элемент или Omni Microphone элемент к нулю off (по умолчанию) | on

Зависимости

Exponent of cosine pattern - Экспоненты косинусов азимута и высоты [1.5 1.5] (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вещественная матрица 1 на 2 неотрицательных значений

Зависимости

Frequency responses (dB) - Частотная характеристика антенны и микрофона [0,0] (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Зависимости

Input Pattern Coordinate System - Система координат пользовательской диаграммы направленности антенны az-el (по умолчанию) | phi-theta

Зависимости

Azimuth angles (deg) - Азимутальные углы диаграммы направленности антенны [-180:180] (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Зависимости

Elevation angles (deg) - Углы возвышения диаграммы направленности антенны [-90:90] (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

Зависимости

Phi Angles (deg) - угловые координаты Phi пользовательской диаграммы направленности антенны 0:360 | вектор строки с действительным значением 1-by-P

Зависимости

Theta Angles (deg) - Координаты угла тета пользовательской диаграммы направленности антенны 0:180 | вектор строки с действительным значением 1-by-Q

Зависимости

Зависимости

Зависимости

MatchArrayNormal - Повернуть антенный элемент в нормальное положение решетки on (по умолчанию) | off

Зависимости

Polar pattern frequencies (Hz) - Частоты отклика микрофона с полярным рисунком 1e3 (по умолчанию) | вещественный скаляр | действительный вектор строки 1-by-L

Зависимости

Polar pattern angles (deg) - Полярные углы отклика [-180:180] (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением -by-P

Зависимости

Polar pattern (dB) - Настраиваемая полярная реакция микрофона zeros(1,361) (по умолчанию) | действительная матрица L-by-P

Зависимости

Geometry - Геометрия массива ULA (по умолчанию) | URA | UCA | Conformal Array

Number of elements - Количество элементов массива 2 для массивов ULA и 5 для массивов UCA (по умолчанию) | целое число, большее или равное 2

Зависимости

Зависимости

Array axis - Направление линейной оси ULA y (по умолчанию) | x | z

Зависимости

Array size - Размеры массива URA [2,2] (по умолчанию) | положительное целое | вектор положительных целых чисел 1 на 2

Зависимости

Element lattice - Решетка позиций элементов URA Rectangular (по умолчанию) | Triangular

Зависимости

Array normal - Нормальное направление массива x для массивов URA или z для массивов UCA (по умолчанию) | y

Зависимости

Radius of UCA (m) - радиус массива UCA 0,5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Element positions (m) - Положения конформных элементов массива [0;0;0] (по умолчанию) | 3-by-Nmatrix реальных значений

Зависимости

Element normals (deg) - Направление нормальных векторов элементов конформной матрицы [0;0] | вектор столбца 2 на 1 | матрица 2-by-N

Taper - Сужения элементов массива 1 (по умолчанию) | комплексный скаляр | вектор строки с комплексным значением

Подробнее

Обобщенная отмена сиделобе

См. также

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка

`X` - Входной сигнал
M-на-N комплекснозначная матрица

`Ang` - Направление формирования луча
2-by-L матрица вещественных значений

`Y` - Выход в виде луча
M-by-L комплекснозначная матрица

`Signal propagation speed (m/s)` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

`Inherit sample rate` - Наследование частоты дискретизации от родительских блоков
on (по умолчанию) | off

`Sample rate (Hz)` - Частота дискретизации сигнала
`1e6` (по умолчанию) | положительный скаляр с действительным значением

`Signal path FIR filter length` - Длина фильтра FIR по сигнальному тракту
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

`Adaptive filter step size` - Коэффициент размера шага адаптивного фильтра LMS
`0.1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Beamforming direction (deg)` - Направления формирования луча
2-by-L матрица вещественных значений

`Source of beamforming direction` - Источник направления формирования луча
`Property` (по умолчанию) | `Input port`

`Simulate using` - Метод моделирования блоков
`Interpreted Execution` (по умолчанию) | `Code Generation`

`Specify sensor array as` - Метод задания массива
`Array (no subarrays)` (по умолчанию) | `MATLAB expression`

`Expression` - выражение MATLAB, используемое для создания массива
Поэтапная система массивов Toolbox™ системный объект массива

`Element type` - Типы элементов массива
`Isotropic Antenna` (по умолчанию) | `Cosine Antenna` | `Custom Antenna` | `Omni Microphone` | `Custom Microphone`

`Operating frequency range (Hz)` - Диапазон рабочих частот антенны или микрофона
`[0,1.0e20]` (по умолчанию) | действительный вектор строки 1 на 2

`Operating frequency vector (Hz)` - Диапазон рабочих частот пользовательских антенных или микрофонных элементов
`[0,1.0e20]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

`Baffle the back of the element` - Установить обратную реакцию `Isotropic Antenna` элемент или `Omni Microphone` элемент к нулю
off (по умолчанию) | on

`Exponent of cosine pattern` - Экспоненты косинусов азимута и высоты
`[1.5 1.5]` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вещественная матрица 1 на 2 неотрицательных значений

`Frequency responses (dB)` - Частотная характеристика антенны и микрофона
`[0,0]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

`Input Pattern Coordinate System` - Система координат пользовательской диаграммы направленности антенны
`az-el` (по умолчанию) | `phi-theta`

`Azimuth angles (deg)` - Азимутальные углы диаграммы направленности антенны
`[-180:180]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

`Elevation angles (deg)` - Углы возвышения диаграммы направленности антенны
`[-90:90]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением

`Phi Angles (deg)` - угловые координаты Phi пользовательской диаграммы направленности антенны
`0:360` | вектор строки с действительным значением 1-by-P

`Theta Angles (deg)` - Координаты угла тета пользовательской диаграммы направленности антенны
`0:180` | вектор строки с действительным значением 1-by-Q

`MatchArrayNormal` - Повернуть антенный элемент в нормальное положение решетки
`on` (по умолчанию) | `off`

`Polar pattern frequencies (Hz)` - Частоты отклика микрофона с полярным рисунком
1e3 (по умолчанию) | вещественный скаляр | действительный вектор строки 1-by-L

`Polar pattern angles (deg)` - Полярные углы отклика
`[-180:180]` (по умолчанию) | вектор строки с действительным значением -by-P

`Polar pattern (dB)` - Настраиваемая полярная реакция микрофона
`zeros(1,361)` (по умолчанию) | действительная матрица L-by-P

`Geometry` - Геометрия массива
`ULA` (по умолчанию) | `URA` | `UCA` | `Conformal Array`

`Number of elements` - Количество элементов массива
`2` для массивов ULA и `5` для массивов UCA (по умолчанию) | целое число, большее или равное 2

`Array axis` - Направление линейной оси ULA
`y` (по умолчанию) | `x` | `z`

`Array size` - Размеры массива URA
`[2,2]` (по умолчанию) | положительное целое | вектор положительных целых чисел 1 на 2

`Element lattice` - Решетка позиций элементов URA
`Rectangular` (по умолчанию) | `Triangular`

`Array normal` - Нормальное направление массива
`x` для массивов URA или `z` для массивов UCA (по умолчанию) | `y`

`Radius of UCA (m)` - радиус массива UCA
0,5 (по умолчанию) | положительный скаляр

`Element positions (m)` - Положения конформных элементов массива
`[0;0;0]` (по умолчанию) | 3-by-Nmatrix реальных значений

`Element normals (deg)` - Направление нормальных векторов элементов конформной матрицы
`[0;0]` | вектор столбца 2 на 1 | матрица 2-by-N

`Taper` - Сужения элементов массива
1 (по умолчанию) | комплексный скаляр | вектор строки с комплексным значением