The phased.ReceiverPreamp позволяет моделировать эффекты усиления и основанного на компонентах шума на отношении сигнал/шум (ОСШ) принятых сигналов. phased.ReceiverPreamp работает с сгенерированными модулированными сигналами. Объект не предназначен для моделирования системных эффектов на стадиях RF или промежуточной частоты (IF).
The phased.ReceiverPreamp объект имеет следующие изменяемые свойства:
EnableInputPort - Логическое свойство, которое позволяет вам задать, когда приемник включен или выключен. Введите фактическое состояние приемника как вектора, чтобы step. Это свойство полезно при моделировании моностатической радиолокационной системы. В моностатическом радаре важно убедиться, что передатчик и приемник не работают одновременно. См. phased.Transmitter и передатчик.
Gain - Коэффициент усиления в дБ (GdB)
LossFactor - Коэффициент потерь в дБ (LdB)
NoiseMethod - Задайте вход шума как степень шума или шумовую температуру
NoiseFigure - рисунок шума приемника в дБ (FdB)
ReferenceTemperature - Контрольная температура приемника в кельвине (T)
SampleRate - Частота дискретизации (fs)
NoisePower - степень шума, заданная в Ваттах2)
NoiseComplexity - Задайте шум как реальный или комплексный
EnableInputPort - Добавьте вход, чтобы указать, когда приемник активен
PhaseNoiseInputPort - Добавьте вход, чтобы задать фазовый шум для когерентного на приемнике приема
SeedSource - Позволяет вам задать seed генератора случайных чисел
Seed - Начальное значение генератора случайных чисел
Выходной сигнал, y[n], phased.ReceiverPreamp Система object™ равняется входному сигналу, масштабируемому отношением амплитудного усиления приемника к амплитудным потерям плюс аддитивный шум
где x[n] является комплексным входным сигналом, а w[n] является шумовым комплексным шумом с дисперсией единиц.
Когда входной сигнал является вещественным, выходной сигнал, y[n], равен вещественному входному сигналу, масштабируемому отношением коэффициента усиления амплитуды приемника к потере амплитуды плюс реальный аддитивный шум
.
Амплитудный коэффициент усиления, G и потерь, L, могут быть выражены в терминах входных параметров dB
.
соответственно.
Аддитивный шум для приемника моделируется как нулевой комплексный белый Гауссов вектор шума с отклонением2, равный степени шума. Каждая из действительных и мнимых частей вектора шума имеет отклонение, равную 1/2 степени шума.
Можно задать степень шума непосредственно путем выбора NoiseMethod свойство, которое должно быть 'Noise power' и затем настройте NoisePower свойство на реальное положительное число. Кроме того, можно задать степень шума, используя температуру системы, выбрав NoiseMethod свойство, которое должно быть 'Noise temperature'. Тогда
где kB - константа Больцмана, B - шумовая полоса, которая равна скорости дискретизации, fs, T - системная температура, а F - шумовой рисунок в силовых модулях.
Шумовой рисунок, F, является безразмерной величиной, которая указывает, насколько приемник отклоняется от идеального приемника с точки зрения внутреннего шума. Идеальный приемник производит тепловой шум степени заданный шумовой полосой и температурой. В терминах силовых модулей шумовой рисунок F = 10FdB/10. Шумовой рисунок 0 дБ указывает, что степень приемника равна шумовой степени идеального приемника. Поскольку фактический приемник не может показать значение шумовой степени меньше, чем идеальный приемник, шумовой рисунок всегда больше или равна единице. В децибелах шумовой рисунок должна быть больше или равной нулю.
Чтобы смоделировать эффект предварительной настройки приемника на сигнал, phased.ReceiverPreamp вычисляет эффективную температуру шума системы путем взятия произведения эталонной температуры, T и шумовой фигуры, F в силовых агрегатах. Посмотрите systemp для получения дополнительной информации.
Задайте phased.ReceiverPreamp Системный object™ с усилением 20 дБ, фигурой шума 5 дБ и эталонной температурой 290 градусов кельвина.
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).
receiver = phased.ReceiverPreamp('Gain',20,... 'NoiseFigure',5,'ReferenceTemperature',290,... 'SampleRate',1e6,'SeedSource','Property','Seed',1e3);
Предположим, что 100-Hz синусоида входа с амплитудой 1 микровольт. Поскольку Phased Array System Toolbox принимает, что все моделирование выполняется в основной полосе частот, используйте комплексную экпоненту как вход при выполнении Системного объекта.
t = unigrid(0,0.001,0.1,'[)');
x = 1e-6*exp(1i*2*pi*100*t).';
y = receiver(x);Выходные выходы phased.ReceiverPreamp.step способ является комплексным, как и ожидалось.
Теперь покажите, как тот же выход может быть получен из мультипликативного амплитудного усиления и аддитивного шума. Сначала примите, что шумовая полоса равна скорости дискретизации предварительной памяти приемника (1 МГц). Тогда степень шума равна:
NoiseBandwidth = receiver.SampleRate; noisepow = physconst('Boltzmann')*... systemp(receiver.NoiseFigure,receiver.ReferenceTemperature)*NoiseBandwidth;
Степень шума является отклонением аддитивного белого шума. Чтобы определить правильное амплитудное масштабирование входного сигнала, обратите внимание, что коэффициент усиления составляет 20 дБ. Поскольку коэффициент потерь в этом случае составляет 0 дБ, масштабный коэффициент для входного сигнала определяется путем решения следующего уравнения для мультипликативного усиления G из усиления в дБ, :
G = 10^(receiver.Gain/20)
G = 10
Коэффициент усиления равен 10. Масштабируя входной сигнал в десять раз и добавляя комплексный белый Гауссов шум с соответствующим отклонением, вы получаете выход, эквивалентный предыдущему вызову phased.ReceiverPreamp.step (используйте тот же seed для генерации случайных чисел).
rng(1e3); y1 = G*x + sqrt(noisepow/2)*(randn(size(x))+1j*randn(size(x)));
Сравните несколько значений y на y1.
disp(y1(1:10) - y(1:10))
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0