Exponenta Banner
exponenta event banner

шаг

Системный объект: поэтапный. WidebandFreeSpace
Пакет: поэтапный

Распространение широкополосного сигнала из точки в точку с использованием модели канала свободного пространства

развернуть все на странице

Синтаксис

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

Описание

Примечание

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

prop_sig = step(sWBFS,sig,origin_pos,dest_pos,origin_vel,dest_vel) возвращает результирующий сигнал, prop_sig, когда широкополосный сигнал sig распространяется через канал свободного пространства от origin_pos положение к dest_pos позиция. Либо origin_pos или dest_pos аргументы могут указывать более одной точки, но нельзя указывать обе точки как имеющие несколько точек. Скорость начала сигнала указана в origin_vel и скорость назначения сигнала указана в dest_vel. Размеры origin_vel и dest_vel должны согласиться с измерениями origin_pos и dest_posсоответственно.

Электромагнитные поля, распространяемые через канал свободного пространства, могут быть поляризованными или неполяризованными. Для неполяризованных полей, таких как акустические поля, распространяющееся поле сигнала, sig, - вектор или матрица. Когда поля поляризованы, sig является struct массив. Каждый структурный элемент представляет собой сигнал вектора электрического поля.

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

Широкополосный распространитель свободного пространства, указанный как Системный объект.

Пример: phased.WidebandFreeSpace

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, заданный как M-by-N комплекснозначная матрица. Каждый столбец содержит сигнал, распространяемый по одному из путей свободного пространства.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, заданный как 1-by-N struct массив, содержащий поля со сложным значением. Каждый struct элемент содержит вектор M-by-1 столбца компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, распространяющегося по одному из путей свободного пространства.

Величина М - количество отсчетов сигнала, а N - количество каналов свободного пространства. Каждый канал соответствует паре источник-место назначения.

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.

Для поляризованных полей - каждое struct элемент содержит три M-by-1 комплексных вектора столбцов, sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют декартовы компоненты x, y и z поляризованного сигнала.

Размер первой размерности полей матрицы в пределах struct может изменяться для моделирования изменяющейся длины сигнала, такой как форма импульса с переменной частотой повторения импульса.

Пример: [1,1;j,1;0.5,0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Происхождение сигнала или сигналов, определяемое как вектор столбца с действительным значением 3 на 1 или 3-by-N матрица с действительным значением. Единицы измерения положения - в метрах. Величина N - количество каналов свободного пространства. Если origin_pos является вектором-столбцом, он принимает вид [x;y;z]. Если origin_pos является матрицей, каждый столбец указывает различное начало сигнала и имеет вид [x;y;z].

Вы не можете указать оба origin_pos и dest_pos в виде матриц. По крайней мере один из них должен быть вектором столбца 3 на 1.

Пример: [1000;100;500]

Типы данных: double

Назначение сигнала или сигналов, задаваемое как вектор столбца с действительным значением 3 на 1 или 3-by-N матрица с действительным значением. Единицы измерения положения - в метрах. Величина N - количество каналов свободного пространства. Если dest_pos является вектором столбца 3 на 1, он принимает вид [x;y;z]. Если dest_pos является матрицей, каждый столбец определяет другое назначение сигнала и принимает вид [x;y;z].

Вы не можете указать оба origin_pos и dest_pos в виде матриц. По крайней мере один из них должен быть вектором столбца 3 на 1.

Пример: [0;0;0]

Типы данных: double

Скорость начала сигнала, заданная как вектор-столбец с действительным значением 3 на 1 или матрица 3-by-N с действительным значением. Единицы скорости в метрах в секунду. Измерение origin_vel должен соответствовать размерности origin_pos. Если origin_vel является вектором-столбцом, он принимает вид [Vx;Vy;Vz]. Если origin_vel является матрицей 3-by-N, каждый столбец задает различную начальную скорость и имеет вид [Vx;Vy;Vz].

Пример: [10;0;5]

Типы данных: double

Скорость назначения сигнала, заданная как вектор столбца 3 на 1 или матрица 3-by-N. Единицы скорости в метрах в секунду. Измерение dest_vel должен соответствовать размерности dest_pos. Если dest_vel является вектором-столбцом, он принимает вид [Vx;Vy;Vz]. Если dest_vel является матрицей 3-by-N, каждый столбец задает различную целевую скорость и имеет вид [Vx;Vy;Vz].

Пример: [0;0;0]

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, заданный как M-by-N комплекснозначная матрица. Каждый столбец содержит сигнал, распространяемый по одному из путей свободного пространства.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, заданный как 1-by-N struct массив, содержащий поля со сложным значением. Каждый struct элемент содержит вектор M-by-1 столбца компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, распространяющегося по одному из путей свободного пространства.

Продукция prop_sig содержит выборки сигнала, поступающие в пункт назначения сигнала в пределах тока stepвременные рамки. Всякий раз, когда передача сигнала от источника к адресату занимает больше времени, чем текущий интервал времени, выход может не содержать весь вклад от входа. Следующий вызов step возвращает больше распространенного сигнала.

Примеры

развернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Распространяют широкополосный сигнал с тремя тонами в подводном акустическом режиме с постоянной скоростью распространения. Эту среду можно моделировать как свободное пространство. Центральная частота равна 100 кГц, а частоты трех тонов равны 75 кГц, 100 кГц и 125 кГц соответственно. Постройте график спектра исходного сигнала и распространенного сигнала для наблюдения эффекта Доплера. Частота дискретизации составляет 100 кГц.

Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, заменить myObject(x) с step(myObject,x).

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

Установите стационарный радар и движущуюся цель и вычислите ожидаемый доплеровский коэффициент.

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 его на движущуюся цель.

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 график спектров исходного сигнала и сигнала, сдвинутого доплеровцами.

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 можно увидеть, что величина доплеровского сдвига увеличивается с частотой. Напротив, для узкополосных сигналов доплеровский сдвиг принимается постоянным по полосе.

Ссылки

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

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

[3] Саакян, А. Основы распространения радиоволн. Норвуд, Массачусетс: Artech House, 2011.

[4] Balanis, C. Advanced Engineering Electromagnetics. Нью-Йорк: Wiley & Sons, 1989.

[5] Раппапорт, Т. Беспроводная связь: принципы и практика. 2-й эд. Нью-Йорк: Прентис Холл, 2002.

Представлен в R2015b

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка