step

Системный объект: фазированный. WidebandFreeSpace
Пакет: поэтапный

Распространите широкополосный сигнал от точки к точке с помощью 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 метод для выполнения операции, заданной Системной object™, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Для примера, 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 в dest_pos положение. Либо origin_pos или dest_pos аргументы могут задавать несколько точек, но вы не можете задавать обе как имеющие несколько точек. Скорость источника сигнала задана в origin_vel и скорость адресата сигнала задана в dest_vel. Размерности origin_vel и dest_vel должен согласиться с размерностями origin_pos и dest_pos, соответственно.

Электромагнитные поля, распространяемые через канал свободного пространства, могут быть поляризованы или неполяризированы. Для неполяризованных полей, таких как акустические поля, поле распространяющегося сигнала, sig, является вектором или матрицей. Когда поля поляризованы, sig является struct массив. Каждый структурный элемент представляет собой электрический вектор поля сигнал.

Примечание

Объект выполняет инициализацию при первом выполнении объекта. Эта инициализация блокирует нетронутые свойства и входные спецификации, такие как размерности, сложность и тип данных входных данных. Если вы изменяете свойство nontunable или спецификацию входа, системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить нетронутые свойства или входы, необходимо сначала вызвать release метод для разблокировки объекта.

Входные параметры

расширить все

Широкополосный распространитель свободного пространства, заданный как Системный объект.

Пример: phased.WidebandFreeSpace

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, заданный как M -by N комплексная матрица. Каждый столбец содержит сигнал, распространенный вдоль одного из путей свободного пространства.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, заданный как 1-бай- N struct массив, содержащий комплексные поля. Каждый struct элемент содержит вектор-столбец M-на-1 компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, распространяющегося вдоль одного из путей свободного пространства.

Количество M является количеством выборок сигнала, и N является количеством каналов свободного пространства. Каждый канал соответствует паре источник-адресат.

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.

Для поляризованных полей каждый struct элемент содержит три M -by-1 вектора-столбца с комплексным значением, sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют x, y, и z Декартовские компоненты поляризованного сигнала.

Размер первой размерности матричных полей в struct может изменяться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала, такую как импульсный сигнал с переменной частотой повторения импульса.

Пример: [1,1;j,1;0.5,0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Источник сигнала или сигналов, заданное как вектор-столбец с реальным значением 3 на 1 или матрица N реальным значением 3 байта. Позиционные модули указаны в метрах. Количество N является количеством каналов свободного пространства. Если origin_pos является вектор-столбец, принимает форму [x;y;z]. Если origin_pos является матрицей, каждый столбец задает разный источник сигнала и имеет вид [x;y;z].

Вы не можете задать оба origin_pos и dest_pos как матрицы. По крайней мере, один должен быть вектором-столбцом 3 на 1.

Пример: [1000;100;500]

Типы данных: double

Назначение сигнала или сигналов, заданное как вектор-столбец с реальным значением 3 на 1 или матрица N реальным значением 3 байта. Позиционные модули указаны в метрах. Количество N является количеством каналов свободного пространства. Если dest_pos является вектор-столбец 3 на 1, принимает форму [x;y;z]. Если dest_pos является матрицей, каждый столбец задает разное назначение сигнала и принимает форму [x;y;z].

Вы не можете задать оба origin_pos и dest_pos как матрицы. По крайней мере, один должен быть вектором-столбцом 3 на 1.

Пример: [0;0;0]

Типы данных: double

Скорость источника сигнала, заданная как действительный вектор-столбец 3 на 1 или действительная матрица 3 N. Модули скорости указаны в метрах в секунду. Размерность origin_vel должен совпадать с размерностью origin_pos. Если origin_vel является вектор-столбец, принимает форму [Vx;Vy;Vz]. Если origin_vel является 3-бай- N матрицей, каждый столбец задает разную начальную скорость и имеет вид [Vx;Vy;Vz].

Пример: [10;0;5]

Типы данных: double

Скорость назначения сигнала, заданная как вектор-столбец 3 на 1 или матрица N 3 байта. Модули скорости указаны в метрах в секунду. Размерность dest_vel должен совпадать с размерностью dest_pos. Если dest_vel является вектор-столбец, принимает форму [Vx;Vy;Vz]. Если dest_vel является 3-бай- N матрицей, каждый столбец задает разную скорость назначения и имеет вид [Vx;Vy;Vz].

Пример: [0;0;0]

Типы данных: double

Выходные аргументы

расширить все

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, заданный как M -by N комплексная матрица. Каждый столбец содержит сигнал, распространенный вдоль одного из путей свободного пространства.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, заданный как 1-бай- N struct массив, содержащий комплексные поля. Каждый struct элемент содержит вектор-столбец M-на-1 компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, распространяющегося вдоль одного из путей свободного пространства.

Область выхода prop_sig содержит выборки сигнала, поступающие в пункт назначения сигнала в пределах текущего stepвременные системы координат. Всякий раз, когда это занимает больше, чем текущая временная система координат, чтобы сигнал распространялся от источника до пункта назначения, выход может не содержать весь вклад от входа. Следующий вызов для step вернет больше распространенного сигнала.

Примеры

расширить все

Открыть Live Script

Распространите широкополосный сигнал с тремя тонами в подводной акустике с постоянной скоростью распространения. Можно смоделировать это окружение как свободное пространство. Центральная частота составляет 100 кГц, а частоты трех тонов составляют 75 кГц, 100 кГц и 125 кГц соответственно. Постройте график спектра исходного сигнала и распространенного сигнала, чтобы наблюдать эффект Доплера. Частота дискретизации составляет 100 кГц.

Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Для примера замените 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 Допплер.

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 сигнал 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 доплеровского сигнала.

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] Proakis, J. Digital Communications. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

[2] Скольник, М. Введение в радиолокационные системы. 3rd Ed. New York: McGraw-Hill

[3] Основы распространения Saakian, A. Radio Wave. Norwood, MA: Artech House, 2011.

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

[5] Rappaport, T. Wireless Communications: Принципы и практика. 2nd Ed. New York: Prentice Hall, 2002.

Введенный в R2015b

Документация по Phased Array System Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте