MUSIC Spectrum

MUSIC 2D оценка пространственного спектра

  • Библиотека:
  • Phased Array System Toolbox/Направление прибытия

  • MUSIC Spectrum block

Описание

Блок MUSIC Spectrum использует алгоритм MUltiple SIgnal Classification (MUSIC), чтобы оценить пространственный спектр входящих узкополосных сигналов. Блок опционально вычисляет направление прихода заданного количества сигналов путем нахождения peaks спектра.

Порты

Вход

расширить все

Принятый сигнал, заданный как M -by N комплексная матрица. Величина M является длиной сигнала, количеством значений дискретизации, содержащихся в сигнале. Количество N является количеством элементов датчика в массиве.

Размер первой размерности матрицы входа может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной частотой повторения импульса.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Выход

расширить все

2-D пространственный спектр MUSIC, возвращаемый как неотрицательный, возвращаемый как действительная матрица P -by Q. Каждая запись представляет величину предполагаемого пространственного спектра MUSIC. Каждая запись соответствует углу, заданному параметрами Azimuth scan angles (deg) и Elevation scan angles (deg). P равна длине вектора, заданной в Azimuth scan angles (deg), и Q равна длине вектора, заданной в Elevation scan angles (deg).

Типы данных: double

Направления прихода сигналов, возвращенные как действительная 2-бай- L матрица. L - количество сигналов, заданное параметром Number of signals. Направление угла прихода определяется азимутом и углами возвышения источника относительно локальной системы координат массива. Первая строка матрицы содержит углы азимута, а вторая строка - углы возвышения. Если объект не может идентифицировать peaks в спектре, он вернется NaN. Угловые модули находятся в степенях.

Зависимости

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

Типы данных: double

Параметры

расширить все

Главная вкладка

Скорость распространения сигнала, заданная как реальная положительная скалярная величина. Значением по умолчанию скорости света является значение, возвращаемое physconst('LightSpeed'). Модули указаны в метрах в секунду.

Пример: 3e8

Типы данных: double

Рабочая частота системы, заданная как положительная скалярная величина. Модули указаны в Гц.

Выберите этот параметр, чтобы использовать прямое-обратное среднее для оценки ковариационной матрицы для массивов с сопряженной симметричной структурой коллектора массива.

Азимут скана углы, заданные как реальный вектор-строка. Значения угла должны лежать между -180 ° и 180 ° включительно и заданы в порядке возрастания. Угловые модули находятся в степенях.

Повышение углы скана, заданные в виде скалярного или вещественного вектора-строки. Значения угла должны лежать между -90 ° и 90 ° включительно и заданы в порядке возрастания. Угловые модули находятся в степенях.

Выберите этот параметр для вывода сигналов направления прибытия (DOA) через Ang выходной порт.

Задайте ожидаемое количество сигналов для оценки DOA в качестве положительного скалярного целого числа.

Симуляция блоков, заданное как Interpreted Execution или Code Generation. Если вы хотите, чтобы ваш блок использовал MATLAB® интерпретатор, выберите Interpreted Execution. Если вы хотите, чтобы ваш блок выполнялся как скомпилированный код, выберите Code Generation. Скомпилированный код требует времени для компиляции, но обычно запускается быстрее.

Интерпретированное выполнение полезно, когда вы разрабатываете и настраиваете модель. Блок запускает базовую системную object™ в MATLAB. Вы можете быстро изменить и выполнить модель. Когда вы удовлетворены вашими результатами, можно запустить блок с помощью Code Generation. Длинные симуляции выполняются быстрее с сгенерированным кодом, чем при интерпретированном выполнении. Можно запускать повторные выполнения без перекомпиляции, но если вы меняете какие-либо параметры блоков, то блок автоматически перекомпилируется перед выполнением.

Эта таблица показывает, как параметр Simulate using влияет на общее поведение симуляции.

Когда Simulink® модель находится в Accelerator режим блока, заданный с помощью Simulate using, переопределяет режим симуляции.

Режимы ускорения

Симуляция блоковПоведение симуляции
NormalAcceleratorRapid Accelerator
Interpreted ExecutionБлок выполняется с помощью интерпретатора MATLAB.Блок выполняется с помощью интерпретатора MATLAB.Создает независимый исполняемый файл из модели.
Code GenerationБлок скомпилирован.Все блоки в модели скомпилированы.

Для получения дополнительной информации смотрите Выбор режима симуляции (Simulink).

Вкладка Массив

Метод задания массива, заданный как Array (no subarrays) или MATLAB expression.

  • Array (no subarrays) - используйте параметры блоков, чтобы задать массив.

  • MATLAB expression - создать массив с помощью выражения MATLAB.

Выражение MATLAB, используемое для создания массива, задается как допустимый объект Phased Array System Toolbox array System.

Пример: phased.URA('Size',[5,3])

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Specify sensor array as равным MATLAB expression.

Параметры элемента

Тип антенны или микрофона, заданный как один из следующих:

  • Isotropic Antenna

  • Cosine Antenna

  • Custom Antenna

  • Omni Microphone

  • Custom Microphone

Задайте рабочую область значений частоты элемента антенны или микрофона как вектор-строку 1 на 2 в форме [LowerBound,UpperBound]. Элемент не имеет отклика вне этой частотной области значений. Частотные модули указаны в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Isotropic Antenna, Cosine Antenna, или Omni Microphone.

Задайте частоты, на которых можно задать антенные и микрофонные частотные характеристики как вектор 1 байт L строки с увеличением вещественных значений. Элемент антенны или микрофона не имеет отклика вне частотной области значений, заданного минимальным и максимальным элементами этого вектора. Частотные модули указаны в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Antenna или Custom Microphone. Используйте Frequency responses (dB), чтобы задать отклики на этих частотах.

Установите этот флажок, чтобы отключить обратную реакцию элемента. Когда задняя сторона поставлена в тупик, отклики при всех углах азимута за ± 90 ° от широкой стороны устанавливаются в нуль. Широкое направление определяется как угол азимута 0 ° и угол возвышения 0 °.

Зависимости

Чтобы включить этот флажок, установите Element type равным Isotropic Antenna или Omni Microphone.

Задайте экспоненты шаблона косинуса как неотрицательный скаляр или вещественную матрицу 1 на 2 неотрицательных значений. Когда Exponent of cosine pattern является вектором 1 на 2, первый элемент является экспонентом в азимутальном направлении, а второй элемент является экспонентом в повышение направлении. Когда вы устанавливаете этот параметр в скаляр, и азимутальное направление, и косинусоидные шаблоны направления повышения повышаются до одной и той же степени.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Cosine Antenna.

Частотная характеристика пользовательской антенны или пользовательского микрофона для частот, заданных параметром Operating frequency vector (Hz). Размерности Frequency responses (dB) должны совпадать с размерностями вектора, заданными параметром Operating frequency vector (Hz).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Antenna или Custom Microphone.

Система координат пользовательского шаблона антенны, заданная az-el или phi-theta. Когда вы задаете az-elиспользуйте параметры Azimuth angles (deg) и Elevations angles (deg), чтобы задать координаты точек шаблона. Когда вы задаете phi-thetaиспользуйте параметры Phi angles (deg) и Theta angles (deg), чтобы задать координаты точек шаблона.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Antenna.

Задайте углы азимута, при которых можно вычислить диаграмму направленности антенного излучения как вектор-строку P 1 байт. P должно быть больше 2. Азимутальные углы должны лежать между -180 ° и 180 ° включительно и находиться в строго увеличивающемся порядке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type равным Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System для az-el.

Задайте углы возвышения, при которых можно вычислить диаграмму направленности излучения как вектор с Q 1 байт. Q должно быть больше 2. Угловые модули находятся в степенях. Углы возвышения должны лежать между -90 ° и 90 ° включительно и находиться в строго увеличивающемся порядке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type равным Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System для az-el.

Углы Phi точек, в которых можно задать диаграмму направленности антенного излучения, задаются как действительный вектор-строка 1 P by. P должно быть больше 2. Угловые модули находятся в степенях. Углы Phi должны лежать между 0 ° и 360 ° и находиться в строго увеличивающемся порядке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type равным Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System для phi-theta.

Theta точек, в которых можно задать диаграмму направленности антенного излучения, задаются как действительный вектор-строка Q 1 байта. Q должно быть больше 2. Угловые модули находятся в степенях. Theta должны лежать между 0 ° и 360 ° и находиться в строго увеличивающемся порядке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Element type равным Custom Antenna и параметр Input Pattern Coordinate System для phi-theta.

Величина объединенной диаграммы направленности антенн, определенной как Q P матрицей или Q P L массив.

  • Когда параметр Input Pattern Coordinate System установлен в az-el, Q равен длине вектора, заданной параметром Elevation angles (deg) и P равной длине вектора, заданной параметром Azimuth angles (deg).

  • Когда параметр Input Pattern Coordinate System установлен в phi-theta, Q равен длине вектора, заданной параметром Theta Angles (deg) и P равной длине вектора, заданной параметром Phi Angles (deg).

Количество L равняется длине Operating frequency vector (Hz).

  • Если этот параметр является Q -by - P матрицей, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в параметре Operating frequency vector (Hz).

  • Если значение является массивом Q -by- P -by- L, каждая страница Q -by- P массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в параметре Operating frequency vector (Hz).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Antenna.

Фаза объединенной диаграммы направленности антенн, заданная как Q матрица P или Q массив -by P -by L.

  • Когда параметр Input Pattern Coordinate System установлен в az-el, Q равен длине вектора, заданной параметром Elevation angles (deg) и P равной длине вектора, заданной параметром Azimuth angles (deg).

  • Когда параметр Input Pattern Coordinate System установлен в phi-theta, Q равен длине вектора, заданной параметром Theta Angles (deg) и P равной длине вектора, заданной параметром Phi Angles (deg).

Количество L равняется длине Operating frequency vector (Hz).

  • Если этот параметр является Q -by - P матрицей, тот же шаблон применяется ко всем частотам, заданным в параметре Operating frequency vector (Hz).

  • Если значение является массивом Q -by- P -by- L, каждая страница Q -by- P массива задает шаблон для соответствующей частоты, заданной в Operating frequency vector (

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Antenna.

Установите этот флажок, чтобы повернуть шаблон антенного элемента, чтобы выровниться по нормали массива. Если не выбран, шаблон элемента не поворачивается.

Когда антенна используется в антенной решетке, и параметр Input Pattern Coordinate System az-el, установка этого флажка поворачивает шаблон так, чтобы ось x системы координат элемента указала вдоль нормали массива. Не выбирая, используется шаблон элемента без поворота.

Когда антенна используется в антенную решетку, и Input Pattern Coordinate System установлено на phi-theta, установка этого флажка поворачивает шаблон так, чтобы ось z системы координат элемента указала вдоль нормали массива.

Используйте параметр в сочетании с параметром Array normal URA и UCA массивы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Antenna.

Частоты отклика микрофона полярного шаблона, заданные как действительный скаляр, или как действительный, 1-бай- L вектор. Частоты отклика находятся в частотной области значений, заданном вектором Operating frequency vector (Hz).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type значение Custom Microphone.

Задайте углы отклика полярного шаблона как вектор с 1 P байта. Углы измеряются от центральной оси микрофона и должны быть между -180 ° и 180 ° включительно.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Microphone.

Задайте величину полярных шаблонов пользовательского элемента микрофона как матрицу L -by P. L - количество частот, заданное в Polar pattern frequencies (Hz). P - количество углов, заданное в Polar pattern angles (deg). Каждая строка матрицы представляет величину полярного шаблона, измеренную на соответствующей частоте, заданной в Polar pattern frequencies (Hz), и всех углах, заданных в Polar pattern angles (deg). Шаблон измеряется в плоскости азимута. В плоскости азимута угол возвышения составляет 0 °, а центральная ось захвата - 0 °, азимут и 0 °. Полярный шаблон симметричен вокруг центральной оси. Можно создать диаграмму направленности микрофона в трехмерном пространстве из полярного шаблона.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Element type равным Custom Microphone.

Параметры массива

Геометрия массива, заданная как одна из

  • ULA - Равномерный линейный массив

  • URA - Равномерный прямоугольный массив

  • UCA - Равномерный круговой массив

  • Conformal Array - произвольные положения элемента

Количество элементов массива для массивов ULA или UCA, заданное как целое число, больше или равное 2.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным ULA или UCA.

Интервал между соседними элементами массива:

  • ULA - задайте интервал между двумя смежными элементами массива как положительная скалярная величина.

  • URA - задайте интервал как положительная скалярная величина или вектор 1 на 2 положительных значений. Если Element spacing (m) является скаляром, интервалы между строками и столбцами равны. Если Element spacing (m) является вектором, вектор имеет форму [SpacingBetweenArrayRows,SpacingBetweenArrayColumns].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным ULA или URA.

Направление линейной оси ULA, заданное как y, x, или z. Все элементы массива ULA равномерно расположены вдоль этой оси в локальной системе координат массива.

Зависимости

  • Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным ULA.

  • Этот параметр также активируется, когда блок поддерживает только массивы ULA.

Размерности массива URA, заданные как положительное целое число или вектор 1 на 2 положительных целых чисел.

  • Если Array size является вектором 1 на 2, вектор имеет вид [NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns].

  • Если Array size 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 Array size значение [3,2] создает массив, содержащий три строки и два столбца.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным URA.

Решетка позиций элемента URA, заданная как Rectangular или Triangular.

  • Rectangular - Выравнивает все элементы в направлениях строка и столбец.

  • Triangular - смещает элементы массива четной строки прямоугольной решетки в направлении положительной оси строки. Перемещение составляет половину интервала между элементами по размерности строки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным URA.

Нормальное направление массива, заданное как x, y, или z.

Элементы плоских массивов лежат в плоскости, ортогональной выбранному нормальному направлению массива. Направления boresight элемента указывают вдоль нормального направления массива.

Нормальные Значения параметров массиваПоложения элемента и направления борсайта
xЭлементы массива находятся в yz -плоскости. Все векторы boresight элемента указывают вдоль оси x.
yЭлементы массива находятся в zx -плоскости. Все векторы boresight элемента указывают вдоль оси y.
zЭлементы массива находятся в xy -плоскости. Все векторы boresight элемента указывают вдоль оси z.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным URA или UCA.

Радиус массива UCA, заданный как положительная скалярная величина.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным UCA.

Положения элементов в конформном массиве, заданные как 3-бай- N матрица вещественных значений, где N - количество элементов в конформном массиве. Каждый столбец этой матрицы представляет положение [x;y;z]элемента массива в локальной системе координат массива. Источник локальной системы координат (0,0,0). Модули измерения указаны в метрах.

Зависимости

Чтобы включить этот набор параметров Geometry к Conformal Array.

Типы данных: double

Направление нормальных векторов элемента в конформном массиве, заданное как вектор-столбец 2 на 1 или матрица- N 2 байта. N указывает количество элементов в массиве. Если значение параметров является матрицей, каждый столбец задает нормальное направление соответствующего элемента в форме [azimuth;elevation] относительно локальной системы координат. Локальная система координат выравнивает положительную ось x -ось с направлением, перпендикулярным конформному массиву. Если значение параметров является вектором-столбцом 2 на 1, то то же направление указания используется для всех элементов массива.

Можно использовать параметры Element positions (m) и Element normals (deg), чтобы представлять любое расположение, в котором пары элементов отличаются определенными преобразованиями. Преобразования могут комбинировать перемещение, вращение азимута и вращение по повышению. Однако вы не можете использовать преобразования, которые требуют вращения вокруг нормального направления.

Чтобы включить этот параметр, установите Geometry равным Conformal Array.

Типы данных: double

Задайте сужение элемента как комплексный скаляр или комплексный вектор-строку 1 N байта. В этом векторе N представляет количество элементов в массиве.

Также известные как element weights, сужения умножают отклики элемента массива. Конусы изменяют как амплитуду, так и фазу отклика, чтобы уменьшить боковые лепестки или управлять основной осью отклика.

Если Taper является скаляром, к каждому элементу применяется одинаковый вес. Если Taper является вектором, к соответствующему элементу датчика прикладывается вес от вектора. Количество весов должно совпадать с количеством элементов массива.

Типы данных: double

Введенный в R2016b