主要内容

phased.URA

均匀的矩形阵列

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描述

创建一个统一的矩形阵列(URA所言)系统对象™:

  1. 创建phased.URA对象并设置其属性。

  2. 调用对象的参数,就好像它是一个函数。

了解更多关于系统对象是如何工作的,看到的系统对象是什么?

创建

语法

数组= phased.URA
数组= phased.URA(名称、值)
数组= phased.URA(深圳,D,名称,值)

描述

数组= phased.URA创建一个统一的矩形数组(URA所言)系统对象模型从相同的各向同性相控阵URA所言形成元素。数组中包含的元素yz飞机在一个矩形点阵。数组看方向(孔径)沿着积极点x设在。

数组= phased.URA (的名字,价值)创建一个数组对象与每个指定属性名称设置为指定的值。您可以指定额外的名称-值对参数在任何顺序(Name1,Value1、……以,家)。所有属性需要完全指定这个对象中可以找到属性。反应的2×2 URA所言Short-Dipole天线

数组= phased.URA (深圳,D,的名字,价值)创建一个phased.URA数组系统对象的大小属性设置为深圳和它的ElementSpacing属性设置为D。其他指定属性名称设置为指定的值。深圳和D值参数。当指定一个值参数,指定所有前值参数。你可以在任何顺序指定参数名称-值对。

属性

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属性,除非另有注明nontunable后,这意味着你不能改变它们的值调用对象。对象锁当你叫他们,释放函数打开它们。

如果一个属性可调在任何时候,你可以改变它的值。

改变属性值的更多信息,请参阅系统设计在MATLAB使用系统对象。

相控阵元素,指定为相控阵天线系统工具箱,麦克风,或传感器元素工具箱天线或天线。

例子:phased.CosineAntennaElement

数组大小,指定为一个整数1×2向量或一个整数。包含数组的大小。如果大小是一个1×2向量,向量的形式[NumberOfRows, NumberOfColumns]。如果大小是一个标量、数组每行和每列中相同数量的元素。URA所言,索引数组元素从上到下沿着一条列和继续下一列从左到右。在本示例中,a大小的价值(3 2)数组有三行和两列。

例子:(3 2)

数据类型:双

元素间距,指定为一个积极的标量或矢量1×2积极的价值观。如果ElementSpacing是一个1×2向量,它的形式[SpacingBetweenRows, SpacingBetweenColumns]。看到列之间的间距和行之间的间距。如果ElementSpacing是一个标量,行和列间距相等。单位是米。

例子:[0.3,0.5]

数据类型:双

元素晶格类型,指定为“矩形”或“三角”。当你设置晶格财产“矩形”,所有的元素的行和列的方向是一致的。当你设置晶格财产“三角”,甚至行元素取代对正行轴方向。位移是沿着行间距的一半的元素。

例子:“三角”

数据类型:字符|字符串

阵列法线方向,指定为之一“x”,“y”,或“z”。URA所言躺在一个平面正交于所选元素数组法线方向。沿着数组元素孔径方向点法线方向。

ArrayNormal属性值 元素的位置和孔径的方向
“x” 躺在数组元素yz飞机。在所有元素孔径向量点x设在。这是默认值。
“y” 躺在数组元素zx飞机。在所有元素孔径向量点y设在。
“z” 躺在数组元素xy飞机。在所有元素孔径向量点z设在。

元素蜡烛,指定为复值标量,复值1 -锰向量,或复值米——- - - - - -N矩阵。蜡烛是应用于传感器阵列中的每个元素。蜡烛通常被称为元素权重。米元素的数量吗z设在,N是元素的数量吗y设在。米和N对应的值[NumberofRows, NumberOfColumns]在大小财产。如果锥形是一个标量,同样的锥度值是适用于所有元素。如果该值的锥形是一个向量或矩阵,锥度值应用于相应的元素。蜡烛都用来修改接收的数据的振幅和相位。

例子:0.4 (0.4 - 1)

数据类型:双

使用

语法

ANG RESP =阵列(频率)

描述

例子

分别地=阵列(频率,盎)返回数组元素的响应,分别地中指定的操作频率频率和方向中指定盎。

请注意

对象执行一个初始化第一次执行的对象。这个初始化锁nontunable属性和输入规范,比如尺寸,复杂性,和数据类型的输入数据。如果你改变一个nontunable财产或输入规范,一个错误的系统对象问题。改变nontunable属性或输入,您必须首先调用释放方法来释放对象。

输入参数

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数组操作频率,指定为一个长度l行向量。范围内的典型值是由一个频率范围属性指定数组的元素。该属性被称为FrequencyRange或FrequencyVector,这取决于类型的数组元素。元素在超出范围的频率响应为零。单位是赫兹。

数据类型:双

阵列响应方向,指定为2×-米矩阵或长度,米行向量。

如果盎是一个2 -米矩阵,矩阵的每一列指定的方向[方位;海拔高度)。方位角必须隔-180°和180°,包容性。仰角必须隔-90°和90°,包容性。

如果盎是一个行向量的长度米,每个元素指定方向的方位角。在这种情况下,相应的仰角假定为0°。

单位是在度。

输出参数

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相控阵元素的电压响应。数组输出取决于是否支持极化。金宝app

  • 如果数组是不能够支持极化,电压响应,金宝app分别地,有尺寸N——- - - - - -米——- - - - - -l。N数组中元素的个数。维度米中指定的多个角度吗盎。l指定的频率是频率。任何元素的列分别地包含数组的反应元素中指定相应的方向盎。每一个l页的分别地包含指定的数组元素对应的频率响应频率。

  • 如果数组是能够支持极化,电压响应金宝app分别地MATLAB是一种结构体包含两个字段,RESP.H和RESP.V。这个领域,RESP.H,代表了数组的水平极化反应RESP.V代表了数组的垂直极化反应。每个字段的维度N——- - - - - -米——- - - - - -l。N数组中元素的个数,米中指定的多个角度吗盎。l指定的频率是频率。每一列的分别地包含数组元素的响应中指定相应的方向盎。每一个l页的盎包含指定的数组元素对应的频率响应频率。

对象的功能

使用一个目标函数,指定系统对象作为第一个输入参数。例如,释放系统资源的系统对象命名obj使用这个语法:

发行版(obj)

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波束宽度 计算和显示数组的波束宽度
collectPlaneWave 模拟了飞机波浪在数组中
方向性 计算阵列指向性
getElementNormal 法向量数组元素
getElementPosition 数组元素的位置
getNumElements 数组中元素的数量
getTaper 数组元素蜡烛
isPolarizationCapable 数组极化能力
模式 情节阵列指向性和模式
patternAzimuth 情节阵列方向性或模式和方位
patternElevation 情节阵列方向性或模式和海拔
扰动 扰动上定义数组
perturbedArray 应用扰动相控阵
perturbedPattern 显示模式的摄动数组
plotGratingLobeDiagram 情节的栅瓣图数组
viewArray 查看阵列几何
一步 运行系统对象算法
释放 释放资源,并允许修改系统对象属性值和输入特征
重置 重置的内部状态系统对象

例子

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构造一个2×2的矩形点阵URA所言short-dipole天线元素。然后,在瞄准线找到每个元素的响应。假设工作频率是1 GHz。

sSD = phased.ShortDipoleAntennaElement;苏拉= phased.URA (“元素”固态硬盘,“大小”(2 - 2));fc = 1 e9;ang = (0, 0);resp =步骤(苏拉,fc, ang);disp (resp.V)
-1.2247 -1.2247 -1.2247 -1.2247
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构造一个3×2矩形点阵URA所言。默认情况下,该数组包含各向同性天线元素。找到每个元素的响应在孔径,0度方位和仰角。假设工作频率是1 GHz。

数组= phased.URA (“大小”2 [3]);fc = 1 e9;ang = (0, 0);resp =阵列(fc, ang);disp(职责)
1 1 1 1 1 1

数组的方位模式。

c = physconst (“光速”);模式(数组、fc (180:180) 0“PropagationSpeed”c…“CoordinateSystem”,“极地”,“类型”,“powerdb”,“正常化”,真正的)

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这个例子展示了如何找到和情节元素的位置5-row-by-6-column URA所言的三角晶格和矩形点阵URA所言。元素对晶格间距是0.5米。

创建数组。

h_tri = phased.URA (“大小”(5 - 6),“格子”,“三角”);h_rec = phased.URA (“大小”(5 - 6),“格子”,“矩形”);

得到元素y, z位置为每个数组。所有的x坐标为零。

pos_tri = getElementPosition (h_tri);pos_rec = getElementPosition (h_rec);:pos_yz_tri = pos_tri (2:3);:pos_yz_rec = pos_rec (2:3);

元素在yz平面的阴谋。

图;gcf。位置= (100 100 300 400);次要情节(2,1,1);情节(pos_yz_tri (1:), pos_yz_tri (2:)“。”2)轴(-1.5[1.5 - 2)包含(“y”);ylabel (“z”)标题(“三角晶格”次要情节(2,1,2);情节(pos_yz_rec (1:), pos_yz_rec (2:)“。”2)轴(-1.5[1.5 - 2)包含(“y”);ylabel (“z”)标题(“矩形点阵”)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题三角晶格,包含y, z ylabel包含一行对象显示它的值只使用标记。坐标轴对象2标题矩形点阵,包含y, z ylabel包含一行对象显示它的值只使用标记。

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构造一个5×2元素URA所言,泰勒锥沿每一列的窗口。蜡烛一个5×2矩阵形式。

锥形= taylorwin (5);哈= phased.URA ((5, 2),“锥”,锥,锥);w = getTaper(公顷)
w =10×10.5181 1.2029 1.5581 1.2029 0.5181 0.5181 1.2029 1.5581 1.2029 0.5181
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模拟两个收到随机信号6-element URA所言。两个元素的数组一个矩形点阵的行方向和三个元素列方向。信号到达从10°和30°方位。这两个信号的仰角0°。假设传播速度是光速和信号的载波频率100 MHz。

数组= phased.URA ([2 3]); fc = 100e6; y = collectPlaneWave(array,randn(4,2),[10 30],fc,physconst(“光速”));
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计算两个均匀矩形阵列的指向性(URA所言)。第一个数组包含各向同性天线元素。第二个数组包含余弦天线元素。此外,计算第一个数组的方向性引导到一个特定的方向。

各向同性天线的阵列元素

首先,创建一个10-by-10-element URA所言的各向同性天线元素间距为四分之一波长。设置信号频率为800 MHz。

c = physconst (“光速”);fc = 3 e8;λ= c / fc;myAntIso = phased.IsotropicAntennaElement;myArray1 = phased.URA;myArray1。元素= myAntIso; myArray1.Size = [10,10]; myArray1.ElementSpacing = [lambda*0.25,lambda*0.25]; ang = [0;0]; d = directivity(myArray1,fc,ang,“PropagationSpeed”c)
d = 15.7753

余弦天线的阵列元素

接下来,创建一个10-by-10-element URA所言也余弦天线元素的间距为四分之一波长。

myAntCos = phased.CosineAntennaElement (“CosinePower”[1.8,1.8]);myArray2 = phased.URA;myArray2。元素= myAntCos; myArray2.Size = [10,10]; myArray2.ElementSpacing = [lambda*0.25,lambda*0.25]; ang = [0;0]; d = directivity(myArray2,fc,ang,“PropagationSpeed”c)
d = 19.7295

方向性增加由于余弦的方向性天线元素。

带领各向同性天线的阵列元素

最后,引导各向同性天线阵在方位和30度检查的方向性引导角。

ang = (30; 0);w = steervec (getElementPosition (myArray1) /λ,ang);d =方向性(myArray1 fc, ang,“PropagationSpeed”c…“重量”w)
d = 15.3309

方向性是最大的引导方向,在孔径等于追风阵列的指向性。

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构建三个2×2法线沿着URA所言的元素x- - - - - -,y- - - - - -,z相互重合。获得元素的位置和正常的方向。

首先,选择正常的数组x设在。

sURA1 = phased.URA (“大小”(2,2),“ArrayNormal”,“x”);pos = getElementPosition (sURA1)
pos =3×40 0 0 0 -0.2500 -0.2500 0.2500 - 0.2500 0.2500 - -0.2500 0.2500 - -0.2500
normvec = getElementNormal (sURA1)
normvec =2×40 0 0 0 0 0 0 0

所有的元素在撒谎yz飞机和法向量的元素点x设在(0°,0°)。

接下来,选择正常的数组y设在。

sURA2 = phased.URA (“大小”(2,2),“ArrayNormal”,“y”);pos = getElementPosition (sURA2)
pos =3×40 0 0 0 -0.2500 0.2500 0.2500 -0.2500 0.2500 -0.2500 0.2500 -0.2500
normvec = getElementNormal (sURA2)
normvec =2×490 90 90 90 0 0 0 0

所有的元素在撒谎zx飞机和法向量的元素点y设在(90°,0°)。

最后,设置正常沿着数组z设在。获得奇数的法向量元素。

sURA3 = phased.URA (“大小”(2,2),“ArrayNormal”,“z”);pos = getElementPosition (sURA3)
pos =3×4-0.2500 -0.2500 0.2500 0.2500 0.2500 -0.2500 0.2500 -0.2500 0 0 0 0
normvec = getElementNormal (sURA3 [1,3])
normvec =2×20 0 90 90

所有的元素在撒谎xy飞机和法向量的元素点z设在(0°、90°)。

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与一个矩形格子构造一个默认URA所言,获取元素的位置。

数组= phased.URA;pos = getElementPosition(数组)
pos =3×40 0 0 0 -0.2500 -0.2500 0.2500 - 0.2500 0.2500 - -0.2500 0.2500 - -0.2500
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构建一个默认URA所言,并获得元素的数量。

数组= phased.URA;N = getNumElements(数组)
N = 4
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构造一个5×2元素URA所言,泰勒锥沿每一列的窗口。然后,画锥阴影显示元素的数组。

锥形= taylorwin (5);数组= phased.URA ((5, 2),“锥”,锥,锥);w = getTaper(数组)
w =10×10.5181 1.2029 1.5581 1.2029 0.5181 0.5181 1.2029 1.5581 1.2029 0.5181
viewArray(数组,“ShowTaper”,真正的)

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显示一系列URA所言的phased.ShortDipoleAntennaElementshort-dipole支持极化天线元素。金宝app

天线= phased.ShortDipoleAntennaElement (“FrequencyRange”[1 e9 10 e9]);数组= phased.URA (3 2,“元素”,天线);isPolarizationCapable(数组)
ans =逻辑1

返回值1表明这个数组支持极化。金宝app

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创建一个在1 GHz 5 x7-element URA所言操作。假设间距为1/2波长的元素。显示三维数组模式。

创建数组

sSD = phased.ShortDipoleAntennaElement (…“FrequencyRange”(50 e6, 1000 e6),…“AxisDirection”,“Z”);fc = 500 e6;c = physconst (“光速”);林= c / fc;苏拉= phased.URA (“元素”固态硬盘,…“大小”(5、7),…“ElementSpacing”0.5 * lam);

调用一步方法

评估领域的前五个元素仰角45度方位和0度。

ang = [45; 0];resp =步骤(苏拉,fc, ang);disp (resp.V (1:5))
-1.2247 -1.2247 -1.2247 -1.2247 -1.2247

显示三维指向性图案在极坐标1 GHz

模式(苏拉、fc [180:180], [90:90],…“CoordinateSystem”,“极地”,…“类型”,“方向性”,“PropagationSpeed”c)

显示三维方向性图1 GHz的UV坐标

模式(苏拉、fc [-1.0: .01:1.0], [-1.0: .01:1.0],…“CoordinateSystem”,“紫外线”,…“类型”,“方向性”,“PropagationSpeed”c)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题3 d方向性在uv空间模式,包含U, V ylabel包含一个类型的对象的表面。

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创建一个5 x7-element URA所言short-dipole天线元素操作1 GHz。假设间距为1/2波长的元素。情节数组方位方向性模式两种不同高度角,0到15度。的patternAzimuth在极坐标方法总是阴谋数组模式。

创建数组

sSD = phased.ShortDipoleAntennaElement (…“FrequencyRange”(50 e6, 1000 e6),…“AxisDirection”,“Z”);fc = 1 e9;c = physconst (“光速”);林= c / fc;苏拉= phased.URA (“元素”固态硬盘,…“大小”(5、7),…“ElementSpacing”0.5 * lam);

显示模式

显示方位指向性图案在极坐标1 GHz

patternAzimuth(苏拉、fc、15] [0,…“PropagationSpeed”c…“类型”,“方向性”)

显示角度的一个子集

你可以画一个小范围的方位角度通过设置方位参数。

patternAzimuth(苏拉、fc、15] [0,…“PropagationSpeed”c…“类型”,“方向性”,…“方位”(45:45))

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创建一个7 x7-element URA所言backbaffled全方位换能器元素操作2千赫。声音在水中的速度是1500米/秒。间距为小于1/2波长的元素。情节数组高度方向性模式三种不同的方位角度,-20,0,15度。的patternElevation在极坐标方法总是阴谋数组模式。

创建数组

元素= phased.OmnidirectionalMicrophoneElement (…“FrequencyRange”(3000),…“BackBaffled”,真正的);fc = 1000;c = 1500;林= c / fc;数组= phased.URA (“元素”元素,…“大小”[7],…“ElementSpacing”0.45 * lam);

显示模式

显示方位指向性图案在极坐标1 GHz。

patternElevation(数组、fc (-20 0 15),…“PropagationSpeed”c…“类型”,“方向性”)

显示海拔高度角的一个子集

你可以画一个小范围的高度角通过设置海拔高度参数。

patternElevation(数组、fc (-20 0 15),…“PropagationSpeed”c…“类型”,“方向性”,…“高度”(45:45))

打开生活的脚本

情节的栅瓣图11-by-9-element均匀矩形数组元素间距等于1/2波长。

假设数组的操作频率10 kHz。所有元素都是全向麦克风元素。把数组在方位方向20度,在海拔30度。空气中的声速是344.21 m / s在21摄氏度。

以下简称= 344.21;f = 10.0 e3;λ=以下简称/ f;麦克风= phased.OmnidirectionalMicrophoneElement (…“FrequencyRange”[20000]);数组= phased.URA (“元素”麦克风,“大小”9],[11日,…“ElementSpacing”,0.5 *λ* [1]);plotGratingLobeDiagram(数组、f(20、30),以下简称规则);

图包含一个坐标轴对象。标题栅瓣图的坐标轴对象uv空间,包含U, V ylabel包含445个对象类型的补丁,行文本。一个或多个行显示的值只使用这些对象标记代表GL自由区,GL,栅瓣(GL),主瓣。

光栅叶。数组的主瓣填充黑色圆圈表示。光栅叶在可见和掉看不到地区由空缺黑色的圆圈表示。可见区域的地区在uv坐标系 u 2 + v 2 ≤ 1 。可见的区域显示为一个单位圆中心在原点。因为数组间距小于1/2波长,没有光栅叶可见地区的空间。有无限的光栅叶掉看不到区域,但只有那些在范围(3 3)所示。

所示的栅瓣自由地区,绿色,是方向的主瓣的范围没有光栅叶可见区域。在这种情况下,它伴随着可见区域。

图的白色区域表明地区光栅叶是不可能的。

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这个例子展示了如何显示元素的位置,正常的方向,指数,一个4×4平方的所有元素。

哈= phased.URA (4);viewArray(哈,“ShowNormals”,真的,“ShowIndex”,“所有”);

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引用

布鲁克纳[1],E。艾德。雷达技术。1996年列克星敦,MA: LexBook。

布鲁克纳[2],E。艾德。实际的相控阵天线系统。波士顿:Artech房子,1991。

[3]Mailloux, r . j .“相控阵理论和技术,”IEEE学报》数量3 s卷,70年,页246 - 291。

[4]莫特,H。天线的雷达和通信、偏振的方法。纽约:约翰·威利& Sons, 1992。

[5]凡树木,H。最优阵列处理。纽约:Wiley-Interscience, 2002。

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介绍了R2011a

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