Exponenta Banner
exponenta event banner

поэтапный. BeamscanEstimator

Блок оценки пространственного спектра луча для ULA

развернуть все на странице

Описание

phased.BeamscanEstimator Система object™ вычисляет оценку пространственного спектра диаграммы направленности для однородного линейного массива (ULA). Объект оценивает пространственный спектр входящего сигнала с использованием узкополосного обычного формирователя луча.

Для оценки пространственного спектра:

  1. Создать phased.BeamscanEstimator и задайте его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.

Создание

Синтаксис

оценщик = фазированный. BeamscanEstimator
оценщик = фазированный. BeamscanEstimator (имя, значение)

Описание

estimator = phased.BeamscanEstimator создает объект системы оценки пространственного спектра луча.

пример

estimator = phased.BeamscanEstimator(Name,Value) создает объект, estimator, с каждым указанным свойством Name установить в указанное значение Value. Можно указать дополнительные аргументы пары имя-значение в любом порядке как (Name1,Value1,...,NameN,ValueN).

Свойства

развернуть все

Если не указано иное, свойства не настраиваются, что означает невозможность изменения их значений после вызова объекта. Объекты блокируются при их вызове, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, его значение можно изменить в любое время.

Дополнительные сведения об изменении значений свойств см. в разделе Проектирование системы в MATLAB с использованием системных объектов.

Массив датчиков ULA, указанный как phased.ULA Системный объект. Если для массива датчиков ULA не указаны свойства пары имя-значение, используются свойства массива по умолчанию.

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

Пример: 3e8

Типы данных: single | double

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

Пример: 1e9

Типы данных: single | double

Количество битов, используемых для квантования составляющей фазового сдвига весов формирователя луча или вектора управления, заданного как неотрицательное целое число. Нулевое значение указывает, что квантование не выполняется.

Пример: 5

Типы данных: single | double

Включить усреднение вперед-назад, указанное как false или true. Установить для этого свойства значение true использование прямого-обратного усреднения для оценки ковариационной матрицы для матриц датчиков с сопряженным симметричным многообразием матриц.

Типы данных: logical

Параметр для включения пространственного сглаживания, заданного как неотрицательное целое число. Используйте пространственное сглаживание для вычисления направлений поступления когерентных сигналов. Нулевое значение указывает на отсутствие пространственного сглаживания. Положительное значение представляет количество субчипов, используемых для вычисления сглаженной (усредненной) матрицы ковариации источника. Каждое приращение этого значения позволяет обрабатывать один дополнительный когерентный источник, но уменьшает эффективное количество элементов массива на единицу. Длина сглаживающей апертуры L зависит от длины матрицы M и усредняющего числа K на L = M-K + 1. Максимальное значение K равно M - 2.

Пример: 5

Типы данных: double

Широкополосные углы сканирования, заданные как действительный вектор. Единицы измерения в градусах. Широкополосные углы находятся между направлением поиска и осью массива ULA. Углы лежат между -90 ° и 90 ° включительно. Укажите углы в увеличивающемся значении.

Пример: [-20:20]

Типы данных: single | double

Опция для включения вывода направлений поступления (DOA), указанная как false или true. Для получения DOA сигналов установите для этого свойства значение true. DOA возвращаются во втором выходном аргументе при выполнении объекта.

Типы данных: logical

Количество поступающих сигналов для оценки DOA, указанное как положительное целое число.

Пример: 3

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите значение DOAOutputPort свойство для true.

Типы данных: single | double

Использование

Синтаксис

Y = оценщик (X)
[Y, ANG] = оценщик (X)

Описание

Y = estimator(X) оценивает пространственный спектр по данным X.

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.

пример

[Y,ANG] = estimator(X) возвращает направления прибытия, ANG, сигналов. Чтобы включить этот синтаксис, установите DOAOutputPort свойство для true. ANG - вектор строки оцененных широкополосных углов (в градусах). Можно указать ANG как одинарная или двойная точность. Если объект не может определить направление сигнала, он возвращается NaN.

Примечание

Объект выполняет инициализацию при первом выполнении объекта. Эта инициализация блокирует неперестраиваемые свойства и входные спецификации, такие как размеры, сложность и тип данных входных данных. При изменении неперестраиваемого свойства или входной спецификации системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить неперестраиваемые свойства или входные данные, необходимо сначала вызвать release метод разблокирования объекта.

Входные аргументы

развернуть все

Данные канала, заданные как матрица с комплексными значениями. Столбцы матрицы данных соответствуют каналам.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного номера: Да

Выходные аргументы

развернуть все

Величина оцененного пространственного спектра, возвращаемого в виде вектора 1-by-L столбца с действительными значениями. L - количество углов обзора, заданное ScanAngles собственность.

Типы данных: single | double

Оцененные широкополосные углы поступления сигнала, возвращаемые как действительный вектор 1-by-K строки. Единицы измерения в градусах. NaN значение в любом векторном элементе указывает, что не удалось найти оценку.

Типы данных: single | double

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

развернуть все

plotSpectrumГрафик пространственного спектра
stepЗапустить алгоритм объекта System
releaseДеблокирование ресурсов и разрешение изменений значений свойств объекта системы и входных признаков
resetСброс внутренних состояний объекта System

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Оценка DOA двух сигналов, принятых 10-элементным ULA с интервалом между элементами 1 метр. Рабочая частота антенны 150 МГц. Фактическое направление первого сигнала - 10 ° по азимуту и 20 ° по возвышению. Направление второго сигнала - 60 ° по азимуту и -5 ° по возвышению.

Создайте сигналы и массив.

fs = 8000;
t = (0:1/fs:1).';
x1 = cos(2*pi*t*300);
x2 = cos(2*pi*t*400);
antenna = phased.IsotropicAntennaElement('FrequencyRange',[100e6 300e6]);
array = phased.ULA('Element',antenna,'NumElements',10,'ElementSpacing',1);
fc = 150e6;
x = collectPlaneWave(array,[x1 x2],[10 20;60 -5]',fc);
noise = 0.1*(randn(size(x)) + 1i*randn(size(x)));

Решение для DOA. 

estimator = phased.BeamscanEstimator('SensorArray',array, ...
    'OperatingFrequency',fc,'DOAOutputPort',true,'NumSignals',2);
[~,doas] = estimator(x + noise);
doas = broadside2az(sort(doas),[20 -5]);
disp(doas)
    9.5829   60.3813

Потому что значения по умолчанию для ScanAngles свойство имеет гранулярность 1∘, оценки DOA не точны. Повысьте точность, выбрав более тонкую сетку.

estimator2 = phased.BeamscanEstimator('SensorArray',array, ...
    'OperatingFrequency',fc,'ScanAngles',-60:0.1:60, ...
    'DOAOutputPort',true,'NumSignals',2);
[~,doas] = estimator2(x + noise);
doas = broadside2az(sort(doas),[20 -5]);
disp(doas)
   10.0093   59.9751

Постройте график спектра сканирования луча

plotSpectrum(estimator)

Figure contains an axes. The axes with title Beamscan Spatial Spectrum contains an object of type line. This object represents 1 GHz.

Алгоритмы

развернуть все

Ссылки

[1] Деревья фургонов, H. Оптимальная обработка массива. Нью-Йорк: Wiley-Interscience, 2002, стр. 1142-1143.

Расширенные возможности

.

См. также

|

Представлен в R2011a

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка