MVDR Spectrum

Оценка пространственного спектра без искажений минимальных изменений (MVDR)

Библиотека

Направление прибытия (DOA)

phaseddoalib

  • MVDR Spectrum block

Описание

Узкополосный MVDR Spectrum блок оценивает пространственный спектр входящих узкополосных сигналов путем сканирования области значений азимута и углов возвышения с помощью обычного светоформера MVDR. Блок опционально вычисляет направление прихода заданного количества сигналов путем оценки peaks спектра. Этот оценщик также упоминается как оценщик Capon.

Параметры

Signal Propagation speed (m/s)

Задайте скорость распространения сигнала, в метрах в секунду, как положительная скалярная величина. Вы можете использовать функцию physconst для определения скорости света.

Operating frequency (Hz)

Задайте рабочую частоту системы, в герце, как положительная скалярная величина.

Number of bits in phase shifters

Количество бит, используемых для квантования фазы компонента сдвига весов лучевого форматора или вектора управления. Задайте количество бит как неотрицательное целое число. Значение нуля указывает, что квантование не выполняется.

Forward-backward averaging

Выберите этот параметр, чтобы использовать прямое-обратное среднее для оценки матрицы ковариации для массивов датчика с сопряженным симметричным массивом коллектором.

Azimuth scan angles (deg)

Задайте азимут скана углы, в степени, как вектор действительных чисел. Углы должны быть между -180 ° и 180 ° включительно. Необходимо задать углы в порядке возрастания.

Elevation scan angles (deg)

Задайте повышение углы скана, в степени, как вектор действительных чисел или скаляр. Углы должны быть между -90 ° и 90 ° включительно. Необходимо задать углы в порядке возрастания.

Enable DOA output

Выберите этот параметр для вывода сигналов направления прибытия (DOA) через Ang выходной порт. Выбор этого параметра включает параметр Number of signals.

Number of signals

Задайте количество сигналов для оценки DOA в виде положительного скалярного целого числа. Этот параметр появляется при установке флажка Enable DOA output.

Simulate using

Метод симуляции блоков, заданный 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, чем при интерпретированном выполнении. Можно запускать повторные выполнения без перекомпиляции. Однако, если вы меняете какие-либо параметры блоков, то блок автоматически перекомпилируется перед выполнением.

При установке этого параметра необходимо учитывать режим симуляции модели в целом. Таблица показывает, как параметр Simulate using взаимодействует с общим режимом 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).

Параметры массива

Specify sensor array as

Задайте массив датчика непосредственно или с помощью выражения MATLAB.

Типы

Array (no subarrays)
MATLAB expression

Geometry

Задайте геометрию массива как один из следующих:

  • ULA - Равномерный линейный массив

  • URA - Равномерный прямоугольный массив

  • UCA - Равномерный круговой массив

  • Conformal Array - произвольные положения элемента

Number of elements

Количество элементов массива.

Количество элементов массива, заданное в виде положительного целого числа. Этот параметр появляется, когда для Geometry задано значение ULA или UCA. Если у Sensor Array есть Replicated subarray опция, этот параметр применяется к подрешетке.

Array size

Этот параметр появляется, когда Geometry установлено на URA. Когда Sensor Array установлено на Replicated subarray, этот параметр применяется к подрешеткам.

Задайте размер массива как положительное целое число или вектор 1 на 2 положительных целые числа.

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

  • Если Array size является целым числом, массив имеет одинаковое является целым числом, массив имеет одинаковое число строк и столбцов.

Для URA элементы индексируются сверху вниз по столбцу и переходят к следующим столбцам слева направо. На этом рисунке Array size [3,2] создает массив из трех строк и двух столбцов.

Element spacing (m)

Этот параметр появляется, когда Geometry установлено на ULA или URA. Когда Sensor Array имеет Replicated subarray опция, этот параметр применяется к подрешеткам.

  • Для ULA, задайте интервал, в метрах, между двумя смежными элементами массива в виде скаляра.

  • Для URA, задайте интервал между элементами массива, в метрах, как вектор 1 на 2 или скаляр. Если Element spacing является вектором 1 на 2, вектор имеет вид [SpacingBetweenRows,SpacingBetweenColumns]. Для обсуждения этих величин смотрите phased.URA. Если Element spacing является скаляром, интервалы между строками и столбцами равны.

Array axis

Этот параметр появляется, когда параметр Geometry установлен на ULA или когда блок поддерживает только геометрию массива ULA. Задайте ось массива следующим x, y, или z. Все элементы массива ULA равномерно расположены вдоль этой оси в локальной системе координат массива.

Array normal,

Этот параметр появляется, когда вы задаете Geometry URA или UCA. Задайте Array normal следующим x, y, или z. Все элементы массива URA и UCA помещаются в yz, zx или xy -планы, соответственно, системы координат массива.

Radius of UCA (m)

Радиус равномерного кругового массива, заданный как положительная скалярная величина. Модулями являются счетчики.

Этот параметр появляется, когда для Geometry задано значение UCA.

Taper

Конусности, также известные как element weights, применяются к элементам датчика в массиве. Конусности используются для изменения как амплитуды, так и фазы переданных или принятых данных.

Этот параметр применяется ко всем типам массивов, но когда вы устанавливаете Sensor Array на Replicated subarrayэтот параметр применяется к подрешеткам.

  • Для ULA или UCA, задайте сужение элемента как комплексный скаляр или комплексный вектор-строку 1 N байта. В этом векторе N представляет количество элементов в массиве. Если Taper является скаляром, к каждому элементу применяется одинаковый вес. Если Taper является вектором, к соответствующему элементу датчика прикладывается вес от вектора. Вес должен быть применен к каждому элементу в массиве датчиков.

  • Для URA, задайте сужение элемента как скаляр с комплексным значением или M с комплексным значением -by- N матрица. В этой матрице M количество элементов вдоль оси z, а N количество элементов вдоль оси y. M и N соответствуют значениям [NumberofArrayRows,NumberOfArrayColumns] в матрице Array size. Если Taper является скаляром, одинаковый вес применяется к каждому элементу. Если Taper является матрицей, к соответствующему элементу датчика применяется вес из матрицы. Вес должен быть применен к каждому элементу в массиве датчиков.

  • Для Conformal Array, задайте сужение элемента как комплексный скаляр или комплексный вектор 1-бай- N. В этом векторе N количество элементов в массиве, определяемое размером вектора Element positions. Если Taper является скаляром, к каждому элементу применяется одинаковый вес. Если значение Taper является вектором, к соответствующему элементу датчика прикладывается вес от вектора. Вес должен быть применен к каждому элементу в массиве датчиков.

Element lattice

Этот параметр появляется, когда Geometry установлено на URA. Когда Sensor Array установлено на Replicated subarray, этот параметр применяется к подрешетке.

Задайте решетку элемента следующим Rectangular или Triangular

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

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

Element positions (m)

Этот параметр появляется, когда Geometry установлено на Conformal Array. Когда Sensor Array установлено на Replicated subarrayэтот параметр применяется к подрешеткам.

Задайте положения конформных элементов массива как 3-бай- N матрица, где N - количество элементов в конформном массиве. Каждый столбец Element positions (m) представляет положение одного элемента в форме [x;y;z], в локальной системе координат массива. Локальная система координат имеет источник в произвольной точке. Модули измерения указаны в метрах.

Element normals (deg)

Этот параметр появляется, когда Geometry установлено на Conformal Array. Когда Sensor Array установлено на Replicated subarrayэтот параметр применяется к подрешеткам.

Задайте нормальные направления элементов в конформном массиве как матрица 2 байта N или вектор-столбец 2 на 1 в степенях. Переменная N указывает количество элементов в массиве. Если Element normals (deg) 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 Element normals (deg) является вектором-столбцом 2 на 1, вектор задает одно и то же направление 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. Можно комбинировать преобразования смещения, поворота азимута и поворота повышения. Однако вы не можете использовать преобразования, которые требуют вращения вокруг нормали.

Expression

Допустимое выражение MATLAB, содержащее конструктор массива, например phased.URA.

Вкладка Массив: параметры элемента

Element type

Задайте тип антенны или микрофона как

  • Isotropic Antenna

  • Cosine Antenna

  • Custom Antenna

  • Omni Microphone

  • Custom Microphone

Exponent of cosine pattern

Этот параметр появляется, когда вы задаете Element type Cosine Antenna.

Задайте экспоненту шаблона косинуса как скаляр или вектор 1 на 2. Вы должны задать все значения как неотрицательные вещественные числа. Когда вы устанавливаете Exponent of cosine pattern на скаляр, и шаблоны косинуса в азимутальном направлении, и повышении косинуса в шаблон направлении повышаются до заданного значения. Когда вы устанавливаете Exponent of cosine pattern в вектор 1 на 2, первый элемент является экспонентом для косинуса азимутального направления шаблон а второй элемент является экспонентом для шаблона косинуса повышения направления.

Operating frequency range (Hz)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Isotropic Antenna, Cosine Antenna, или Omni Microphone.

Задайте рабочую частотную область значений в герце антенного элемента как вектор-строку 1 на 2 в форме [LowerBound,UpperBound]. У антенный элемент нет отклика вне заданной частотной области значений.

Operating frequency vector (Hz)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Antenna или Custom Microphone.

Задайте частоты в Гц, на которых можно задать частотные характеристики антенны и микрофона как вектор 1 байт L строки с увеличивающимися значениями. Используйте Frequency responses, чтобы задать частотные характеристики. Элемент антенны или микрофона не имеет отклика вне частотной области значений, заданного минимальным и максимальным элементами Operating frequency vector (Hz).

Frequency responses (dB)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Antenna или Custom Microphone.

Задайте этот параметр как частотную характеристику антенны или микрофона, в децибелах, для частот, заданных Operating frequency vector (Hz). Задайте Frequency responses (dB) как вектор с 1 L байта, соответствующий размерностям вектора, заданным в Operating frequency vector (Hz).

Input Pattern Coordinate System

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.

Azimuth angles (deg)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Antenna и параметру Input Pattern Coordinate System задано значение az-el.

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

Elevation angles (deg)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Antenna и параметру Input Pattern Coordinate System задано значение 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 ° и находиться в строго увеличивающемся порядке.

Phi Angles (deg)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Antenna и параметру Input Pattern Coordinate System задано значение phi-theta.

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

Theta Angles (deg)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Antenna и параметру Input Pattern Coordinate System задано значение phi-theta.

Theta точек, в которых можно задать диаграмму направленности антенного излучения, задайте как 1-байтный Q вектор-строку. Q должно быть больше 2. Угловые модули находятся в степенях. Theta должны лежать между 0 ° и 180 ° и находиться в строго увеличивающемся порядке.

Magnitude pattern (dB)

Этот параметр появляется, когда для Element type задано значение Custom Antenna.

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).

Phase pattern (dB)

Этот параметр появляется, когда для Element type задано значение 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 параметре 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).

MatchArrayNormal

Этот параметр появляется, когда для Element type задано значение 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.

Polar pattern frequencies (Hz)

Этот параметр появляется, когда для Element type задано значение Custom Microphone.

Задайте частоты измерения полярных шаблонов как вектор с 1 M байта. Частоты измерения находятся в частотной области значений, заданном параметром Operating frequency vector (Hz). Частотные модули указаны в Гц.

Polar pattern angles (deg)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Microphone.

Задайте углы измерения полярных шаблонов как вектор с 1 N байта. Углы измеряются от центральной оси захвата микрофона и должны быть между -180 ° и 180 ° включительно.

Polar pattern (dB)

Этот параметр появляется, когда Element type установлено на Custom Microphone.

Задайте величину полярного шаблона элемента микрофона как матрицу M -by N. M - количество измерительных частот, заданное в Polar pattern frequencies (Hz). N - количество углов измерения, указанных 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). Примите, что шаблон измеряется в плоскости азимута. В плоскости азимута угол возвышения составляет 0 °, а центральная ось захвата - 0 °, азимут и 0 °. Примите, что полярный шаблон симметричен вокруг центральной оси. Можно создать диаграмму направленности микрофона в трехмерное пространство от полярного шаблона.

Baffle the back of the element

Этот флажок появляется только, когда параметру Element type задано значение Isotropic Antenna или Omni Microphone.

Установите этот флажок, чтобы отключить заднюю часть антенного элемента. В этом случае ответы антенны на все азимутальные углы за ± 90 ° от broadside устанавливаются в нуль. Определите широкое направление как угол азимута 0 ° и угол возвышения 0 °.

Порты

Примечание

Блочные входы и порты выхода соответствуют входу и выходным параметрам, описанным в step метод базового системного объекта. См. ссылку в нижней части этой страницы.

ПортОписаниеПоддерживаемые типы данных
In

Входной сигнал.

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.

Плавающая точка двойной точности
Y

Пространственный спектр.

Плавающая точка двойной точности
Ang

Расчетный угол DOA.

Плавающая точка двойной точности

См. также

Введенный в R2014b

Документация по Phased Array System Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте