Exponenta Banner
exponenta event banner

поэтапный. FreeSpace

Среда свободного пространства

развернуть все на странице

Описание

phased.FreeSpace Система object™ моделирует узкополосное распространение сигнала из одной точки в другую в среде свободного пространства. Объект применяет зависящую от диапазона временную задержку, усиление и фазовый сдвиг к входному сигналу. Объект учитывает доплеровский сдвиг при перемещении источника или пункта назначения. Среда свободного пространства - это безграничная среда со скоростью распространения сигнала, не зависящей от положения и направления. Сигнал распространяется по прямой линии от источника до пункта назначения. Например, этот объект можно использовать для моделирования распространения сигнала с радара на цель и обратно на радар.

Для неполяризованных сигналов FreeSpace Системный объект позволяет передавать сигналы от одной точки к нескольким точкам или от нескольких точек к одной точке. Распространение от нескольких точек к нескольким точкам не поддерживается.

Для вычисления распространяемого сигнала в свободном пространстве:

  1. Определите и настройте среду свободного пространства. См. раздел Строительство.

  2. Звонить step для распространения сигнала через среду свободного пространства в соответствии со свойствами phased.FreeSpace. Поведение step относится к каждому объекту на панели инструментов.

При распространении сигнала в оба конца в свободном пространстве можно использовать один FreeSpace Системный объект для вычисления двухсторонней задержки распространения или двух отдельных FreeSpace Система стремится вычислить односторонние задержки распространения в каждом направлении. Из-за искажения фильтра общая задержка прохождения в обоих направлениях при использовании двухстороннего распространения может отличаться от задержки при использовании двухстороннего phased.FreeSpace Системные объекты. Более точно использовать один двухсторонний phased.FreeSpace Системный объект. Эта опция устанавливается TwoWayPropagation собственность.

Примечание

Начиная с R2016b, вместо использования step для выполнения операции, определенной объектом System, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

Строительство

H = phased.FreeSpace создает объект System в среде свободного пространства, H.

H = phased.FreeSpace(Name,Value) создает объект среды свободного пространства, H, с каждым указанным свойством Name, имеющим указанное значение. Можно указать дополнительные аргументы пары имя-значение в любом порядке как (Name1,Value1,...,NameN,ValueN).

Свойства

PropagationSpeed

Скорость распространения сигнала

Укажите скорость распространения сигнальных волн в свободном пространстве как действительный положительный скаляр. Единицы измерения - метры в секунду.

По умолчанию: Скорость света

OperatingFrequency

Несущая частота сигнала

Скаляр, содержащий несущую частоту узкополосного сигнала. Единицы измерения - герц.

По умолчанию: 3e8

TwoWayPropagation

Выполнение двустороннего распространения

Установить для этого свойства значение true для распространения туда и обратно между источником и пунктом назначения, указанным в step команда. Установить для этого свойства значение false для одностороннего распространения от источника к месту назначения.

По умолчанию: false

SampleRate

Частота выборки

Скаляр, содержащий частоту дискретизации. Единицы частоты выборки - герц. Алгоритм использует это значение для определения задержки распространения в количестве выборок.

По умолчанию: 1e6

MaximumDistanceSource

Источник значения максимального расстояния

Источник значения максимального расстояния, указанный как 'Auto' или 'Property'. Этот выбор выбирает способ определения максимального расстояния одностороннего распространения. Максимальное расстояние одностороннего распространения используется для выделения достаточного объема памяти для вычисления задержки. При установке для этого свойства значения 'Auto, объект System автоматически распределяет память. При установке для этого свойства значения 'Property', максимальное расстояние одностороннего распространения задается с помощью значения MaximumDistance собственность.

По умолчанию: 'Auto'

MaximumDistance

Максимальное расстояние одностороннего распространения

Максимальное расстояние одностороннего распространения, заданное как действительный положительный скаляр. Единицы измерения - метры. Это свойство применяется при установке MaximumDistanceSource свойство для 'Property'. Любой сигнал, распространяющийся больше максимального одностороннего расстояния, игнорируется. Максимальное расстояние должно быть больше или равно наибольшему расстоянию между позициями.

По умолчанию: 10000

MaximumNumInputSamplesSource

Источник максимального количества образцов.

Источник максимального количества выборок во входном сигнале, указанный как 'Auto' или 'Property'. При установке для этого свойства значения 'Auto'модель распространения автоматически выделяет достаточно памяти для буферизации первого входного сигнала. При установке для этого свойства значения 'Property', укажите максимальное количество выборок во входном сигнале с помощью MaximumNumInputSamples собственность. Любой входной сигнал длиннее этого значения усекается.

Это свойство применяется при установке MaximumDistanceSource свойство для 'Property'.

Чтобы использовать этот объект с входными сигналами переменного размера в функциональном блоке MATLAB ® в Simulink ®, установите MaximumNumInputSamplesSource свойство для 'Property' и задайте значение для MaximumNumInputSamples собственность.

По умолчанию: 'Auto'

MaximumNumInputSamples

Максимальное количество выборок входного сигнала.

Максимальное количество выборок во входном сигнале, указанное как положительное целое число. Это свойство ограничивает размер входного сигнала. Любой входной сигнал длиннее этого значения усекается. Входной сигнал является первым аргументом для step способ. Число выборок - это количество строк на входе.

Это свойство применяется при установке MaximumNumInputSamplesSource свойство для 'Property'.

По умолчанию: 100

Методы

сбросСброс внутренних состояний канала распространения
шагПередача сигнала из одного местоположения в другое
Общие для всех системных объектов
release

Разрешить изменение значения свойства объекта системы

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Рассчитать амплитуду сигнала, распространяющегося в свободном пространстве от РЛС на (1000,0,0) до цели на (300,200,50). Предположим, что и РЛС, и цель неподвижны. Частота дискретизации составляет 8000 Гц, а рабочая частота радара - 300 МГц. Передача пяти выборок единичного амплитудного сигнала. Скорость распространения сигнала принимает значение по умолчанию скорости света. Проверьте амплитуду сигнала на цели.

fs = 8e3;
fop = 3e8;
henv = phased.FreeSpace('SampleRate',fs,...
    'OperatingFrequency',fop);
pos1 = [1000;0;0];
pos2 = [300;200;50];
vel1 = [0;0;0];
vel2 = [0;0;0];

Вычислите принятый сигнал на цели.

x = ones(5,1);
y = step(henv,x,...
    pos1,...
    pos2,...
    vel1,...
    vel2);
disp(y)
   1.0e-03 *

   0.0126 - 0.1061i
   0.0129 - 0.1082i
   0.0129 - 0.1082i
   0.0129 - 0.1082i
   0.0129 - 0.1082i

Первая выборка равна нулю, поскольку сигнал еще не достиг цели.

Вычисление потерь вручную по формуле

L = (4πR/λ) 2

R = sqrt( (pos1-pos2)'*(pos1-pos2));
lambda = physconst('Lightspeed')/fop;
L = (4*pi*R/lambda)^2
L = 8.4205e+07

Поскольку передаваемая амплитуда равна единице, квадрат сигнала на цели равен обратной потере.

disp(1/abs(y(2))^2)
   8.4205e+07
Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите результат распространения сигнала в свободном пространстве от РЛС на (1000,0,0) до цели на (300,200,50). Предположим, что РЛС движется со скоростью 10 м/с вдоль оси X, а цель - со скоростью 15 м/с вдоль оси Y. Частота дискретизации составляет 8000 Гц, а рабочая частота радара - 300 МГц. Скорость распространения сигнала принимает значение по умолчанию скорости света. Передайте пять выборок единичного амплитудного сигнала и изучите амплитуду сигнала на цели.

fs = 8000;
fop = 3e8;
sProp = phased.FreeSpace('SampleRate',fs,...
    'OperatingFrequency',fop);
pos1 = [1000;0;0];
pos2 = [300;200;50];
vel1 = [10;0;0];
vel2 = [0;15;0];
y = step(sProp,ones(5,1),...
    pos1,...
    pos2,...
    vel1,...
    vel2);
disp(y)
   1.0e-03 *

   0.0126 - 0.1061i
   0.0117 - 0.1083i
   0.0105 - 0.1085i
   0.0094 - 0.1086i
   0.0082 - 0.1087i

Поскольку передаваемая амплитуда равна единице, квадрат сигнала на цели равен обратной потере.

disp(1/abs(y(2))^2)
   8.4206e+07

Подробнее

развернуть все

Ссылки

[1] Проакис, J. Digital Communications. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2001.

[2] Скольник, М. Введение в радиолокационные системы, 3-й ред. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2001.

Расширенные возможности

.

См. также

|

Представлен в R2011a

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка