exponenta event banner

МУЗЫКАЛЬНЫЙ СПЕКТР

Модуль оценки пространственного спектра MUSIC 2D

  • Библиотека:
  • Панель инструментов системы фазированных массивов/направление поступления

  • MUSIC Spectrum block

Описание

Блок MUSIC Spectrum использует алгоритм MUltiple SIgnal Classification (MUSIC) для оценки пространственного спектра входящих узкополосных сигналов. Блок дополнительно вычисляет направление прихода заданного числа сигналов путем нахождения пиков спектра.

Порты

Вход

развернуть все

Принятый сигнал, заданный как M-by-N комплекснозначная матрица. Величина М - это длина сигнала, количество значений выборки, содержащихся в сигнале. Величина N - количество сенсорных элементов в массиве.

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

Продукция

развернуть все

2-я МУЗЫКА пространственный спектр, возвращенный как неотрицательное, возвратилась как матрица P на Q с реальным знаком. Каждая запись представляет величину оцененного пространственного спектра MUSIC. Каждая запись соответствует углу, заданному параметрами Азимутальные углы обзора (град.) и Углы обзора отметки (град.). P равно длине вектора, указанного в Азимутальных углах сканирования (град.), а Q равно длине вектора, указанного в Elevation scan angels (град.).

Типы данных: double

Направления поступления сигналов, возвращаемых в виде вещественно-значной матрицы 2-by-L. L - количество сигналов, заданное параметром Number of signals. Направление угла прибытия определяется азимутом и углами места источника относительно локальной системы координат массива. Первый ряд матрицы содержит азимутальные углы, а второй ряд - углы места. Если объект не сможет идентифицировать пики в спектре, он вернется NaN. Угловые единицы в градусах.

Зависимости

Выберите параметр Enable DOA output, чтобы включить этот выходной порт.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Главная вкладка

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

Рабочая частота системы, заданная как положительный скаляр. Единицы измерения в Гц.

Выберите этот параметр, чтобы использовать усреднение вперед-назад для оценки ковариационной матрицы для матриц датчиков с сопряженной симметричной структурой многообразия матриц.

Азимутальные углы сканирования, заданные как действительный вектор строки. Значения углов должны лежать между -180 ° и 180 ° включительно и указываться в порядке возрастания. Угловые единицы в градусах.

Углы сканирования уровня, заданные как скалярный или действительный вектор строки. Значения углов должны лежать между -90 ° и 90 ° включительно и указываться в порядке возрастания. Угловые единицы в градусах.

Выберите этот параметр для вывода направлений поступления сигналов (DOA) через выходной порт Ang.

Укажите ожидаемое количество сигналов для оценки DOA как положительное скалярное целое число.

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 блоковПоведение при моделировании
NormalAcceleratorRapid Accelerator
Interpreted ExecutionБлок выполняется с использованием интерпретатора MATLAB.Блок выполняется с использованием интерпретатора MATLAB.Создание автономного исполняемого файла из модели.
Code GenerationБлок скомпилирован.Все блоки в модели компилируются.

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

Вкладка «Массив датчиков»

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.

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

Тип антенны или микрофона:

  • Isotropic Antenna

  • Cosine Antenna

  • Custom Antenna

  • Omni Microphone

  • Custom Microphone

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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

Геометрия массива, заданная как одна из

  • ULA - Однородный линейный массив

  • URA - Однородный прямоугольный массив

  • UCA - Однородный круговой массив

  • Conformal Array - произвольные положения элементов

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.

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.

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.

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.

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.

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 массиваПоложения элементов и направления бурного визирования
xЭлементы массива лежат в плоскости yz. Все векторы визирования элементов указывают вдоль оси X.
yЭлементы массива лежат в плоскости zx. Все векторы визирования элементов указывают вдоль оси Y.
zЭлементы 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.

Радиус массива UCA, заданный как положительный скаляр.

Зависимости

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

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

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

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

Представлен в R2016b