Расчет дальности и угла
Функция rangeangle определяет длину пути распространения и направление пути сигнала от исходной точки или набора исходных точек до опорной точки. Функция поддерживает две модели распространения - модель свободного пространства и двухлучевую модель. Модель свободного пространства представляет собой одиночную линию визирования от исходной точки до опорной точки. Двухлучевая многолучевая модель генерирует два пути. Первый путь следует за путем свободного пространства. Второй путь является отраженным путем от граничной плоскости при z = 0. Направления траектории определяются относительно либо глобальной системы координат в опорной точке, либо локальной системы координат в опорной точке. Расстояния и углы в опорной точке не зависят от того, в каком направлении проходит сигнал по траектории.
[ возвращает длину пути распространения, rng,ang] = rangeangle(pos)rngи углы направления, ang, пути сигнала от точки источника или набора точек источника, pos, к началу глобальной системы координат. Углы направления - это азимут и отметка относительно глобальных координатных осей в начале координат. Сигналы следуют по линии визирования от точки источника до начала координат. Траектория линии визирования соответствует геометрической прямой линии между точками.
[ также определяет опорную точку или набор опорных точек, rng,ang] = rangeangle(pos,refpos)refpos. rng теперь содержит длину пути распространения от исходных точек до опорных точек. Углы направления - это азимут и отметка относительно глобальных координатных осей в опорных точках. Можно указать несколько точек и несколько опорных точек.
[, также определяет модель распространения. Когда rng,ang] = rangeangle(___,model)model имеет значение 'freespace'сигнал распространяется вдоль линии визирования от исходной точки до точки приема. Когда model имеет значение 'two-ray'сигнал распространяется по двум путям от точки источника до точки приема. Первый путь - это путь линии визирования. Второй путь является отражающим путем. В этом случае функция возвращает расстояния и углы для двух путей для каждой исходной точки и соответствующей опорной точки.
|
Позиция исходной точки, заданная как действительный вектор 3 на 1 или вещественная матрица 3-by-N. Матрица представляет несколько исходных точек. Столбцы содержат декартовы координаты N точек в форме Когда Единицы измерения положения - метры. |
|
Положение опорной точки, определяемое как вектор с вещественным значением 3 на 1 или матрица 3-by-N с вещественным значением. Матрица представляет несколько опорных точек. Столбцы содержат декартовы координаты N точек в форме Когда Единицы измерения положения - метры. По умолчанию: |
|
Оси локальной системы координат, заданные как вещественная матрица 3 на 3 или массив 3-by-3-by-N. Для массива каждая страница соответствует локальной координатной оси в каждой опорной точке. Столбцы в По умолчанию: |
|
Модель распространения, указанная как По умолчанию: |
|
Диапазон распространения, возвращаемый как действительный вектор 1-by-N или действительный вектор 1-by-2N. Когда Когда |
|
Азимут и углы возвышения, возвращаемые в виде матрицы 2-by-N или матрицы 2-by-2N. Каждый столбец представляет угол направления в форме Когда Когда Угловые единицы в градусах. |
Вычислите дальность и угол цели, расположенной на расстоянии (1000,2000,50) метров от начала координат.
TargetLoc = [1000;2000;50]; [tgtrng,tgtang] = rangeangle(TargetLoc)
tgtrng = 2.2366e+03
tgtang = 2×1
63.4349
1.2810
Вычислите дальность и угол цели, расположенной на отметке (1000,2000,50) метров относительно локального начала координат на отметке (100,100,10) метров.
TargetLoc = [1000;2000;50]; Origin = [100;100;10]; [tgtrng,tgtang] = rangeangle(TargetLoc,Origin)
tgtrng = 2.1028e+03
tgtang = 2×1
64.6538
1.0900
Вычислите дальность и угол цели, расположенной в (1000,2000,50) метрах, но относительно начала локальной системы координат в (100,100,10) метрах. Выберите локальную координатную опорную рамку, повернутую относительно оси Z на 45 ° от глобальных координатных осей.
targetpos = [1000;2000;50]; origin = [100;100;10]; refaxes = [1/sqrt(2) -1/sqrt(2) 0; 1/sqrt(2) 1/sqrt(2) 0; 0 0 1]; [tgtrng,tgtang] = rangeangle(targetpos,origin,refaxes)
tgtrng = 2.1028e+03
tgtang = 2×1
19.6538
1.0900
Вычислите расстояния распространения двух лучей и углы прихода лучей от источника, расположенного на расстоянии (1000 1000 500) метров от начала координат. Приемник расположен в (100 100 200) метрах от начала координат.
sourceLoc = [1000;1000;500];
receiverLoc = [100;100;200];
[sourcerngs,sourceangs] = rangeangle(sourceLoc,receiverLoc,'two-ray')sourcerngs = 1×2
103 ×
1.3077 1.4526
sourceangs = 2×2
45.0000 45.0000
13.2627 -28.8096
Найдите диапазон и угол одной и той же цели с тем же началом координат, но относительно локальных координатных осей. Локальные координатные оси поворачиваются вокруг оси Z на 45 градусов относительно глобальных координатных осей.
refaxes = rotz(45);
[sourcerngs,sourceangs] = rangeangle(sourceLoc,receiverLoc,refaxes,'two-ray')sourcerngs = 1×2
103 ×
1.3077 1.4526
sourceangs = 2×2
0 0
13.2627 -28.8096
Вычислите дальности и углы двух целей, расположенных на (1000 200 500) и (2500,80, -100) метрах относительно двух локальных истоков на (100 300, -40) и (500, -60,10) метрах. Укажите два различных набора локальных осей.
targetPos = [1000,2500;200,80;500,-100]; origins = [100,500;300,-60;-40,10]; ax(:,:,1) = rotx(40)*rotz(10); ax(:,:,2) = roty(5)*rotx(10); [tgtrng,tgtang] = rangeangle(targetPos,origins,ax)
tgtrng = 1×2
103 ×
1.0543 2.0079
tgtang = 2×2
6.7285 4.2597
26.9567 1.1254
rangeangle функция возвращает расстояние и углы траектории в глобальной или локальной системе координат. Каждая антенна или микрофонный элемент и решетка имеет диаграмму усиления, выраженную в локальных угловых координатах азимута и отметки. Когда элемент или массив перемещается или поворачивается, шаблон усиления переносится с ним. Чтобы определить интенсивность сигнала, необходимо знать угол, который траектория сигнала создает относительно локальных угловых координат элемента или матрицы. По умолчанию rangeangle функция определяет угол траектории сигнала относительно глобальных координат. При добавлении refaxes можно вычислить углы относительно локальных координат. В качестве иллюстрации на этом рисунке показан однородный прямоугольный массив (URA) 5 на 5, повернутый от глобальных координат (xyz) с помощью refaxes. Ось x 'локальной системы координат (x' y 'z') выравнивается с главной осью массива и перемещается по мере перемещения массива. Длина траектории не зависит от ориентации. Глобальная система координат определяет азимут и углы фасадов (Start, start), а локальная система координат определяет азимут и углы фасадов (
Локальные и глобальные координатные оси
Двухлучевой канал распространения является следующим шагом в усложнении от канала свободного пространства и является простейшим случаем многолучевого распространения среды. Канал свободного пространства моделирует траекторию прямой линии визирования от точки 1 до точки 2. В двухлучевом канале среда задана как однородная, изотропная среда с отражающей планарной границей. Граница всегда устанавливается равной z = 0. Существует не более двух лучей, распространяющихся от точки 1 к точке 2. Первый путь луча распространяется вдоль той же линии визирования, что и в канале свободного пространства (см. phased.FreeSpace Системный object™). Траектория линии визирования часто называется прямой траекторией. Второй луч отражается от границы перед распространением на точку 2. Согласно Закону отражения, угол отражения равен углу падения. При моделировании на малых расстояниях, таких как сотовые системы связи и автомобильные радары, можно предположить, что отражающая поверхность, поверхность земли или океана, является плоской.
На рисунке показаны два пути распространения. Из положения источника, ss и положения приемника, sr, можно вычислить углы прихода обоих путей, θ′los и θ′rp. Углы прихода - это углы возвышения и азимута прибывающего излучения относительно локальной системы координат. В этом случае локальная система координат совпадает с глобальной системой координат. Вы также можете вычислить углы передачи, В глобальных координатах угол отражения на границе тот же, что и углы startrp и θ′rp. Угол отражения важно знать при использовании зависимых от угла данных потери отражения. Угол отражения можно определить с помощью rangeangle и установка опорных осей в глобальную систему координат. Общая длина траектории для линии визирования показана на рисунке Rlos, которая равна геометрическому расстоянию между источником и приемником. Общая длина пути для отраженного пути равна Rrp = R1 + R2. Величина L - это диапазон земли между источником и приемником.
В глобальной системе координат можно легко получить точные формулы для длин и углов траектории с точки зрения диапазона земли и высоты объекта.
− zr) Ltanstartrp = − (zs + zr) Lθ′los=−θlosθ′rp=θrp
azel2phitheta | azel2uv | global2localcoord | local2globalcoord