此示例示出了如何在应用的Simulink常规和自适应波束成形以由天线阵列接收的窄带信号。金宝app信号模型包括噪声和干扰。这个例子是基于常规和自适应波束形成器例。
这个例子包括两个Simulink®模型:金宝app
传统波束形成具有噪声:slexBeamformerExample.slx
传统的自适应波束形成器与干扰:slexBeamformerInterferenceExample.slx
第一模型模拟的矩形脉冲具有延迟10元件上偏移均匀线性天线阵列(ULA)的接收。脉冲的源位于以45度的方位角和0度的仰角。噪声以0.5瓦的功率在阵列中的每个元素被添加到该信号。然后,相移波束形成器被应用。的示例中的相移波束形成器的输出与在所述天线元件中的一个接收到的信号进行比较。
该模型由一个信号仿真阶段和信号处理阶段。对应于所述模型的每一个阶段中的块是:
模拟信号
长方形
- 创建矩形脉冲。
偏移波形
-延迟
块延迟由150个样品每个脉冲。
信号方向
-不变
块指定的脉冲到的入射方向窄带的Rx阵列
块。
窄带的Rx阵列
- 模拟在ULA接收的信号。的第一个输入该块是包含所接收的脉冲的列向量。脉冲被假定为窄带用的载波频率等于在块的对话框面板所指定的工作频率。第二输入(ANG)指定的脉冲的入射方向。天线阵列的配置是通过一个脚本工具作为工作区MATLAB®变量创建的。此变量由引用传感器阵列
块的对话框面板的选项卡。使用可变可以更容易地跨越多个块共享天线阵列的配置。输出对应于所述信号的每列在所述天线阵列的每个元件所接收。
接收器前置放大器
- 添加热噪声与所接收信号。
信号处理
角度波束形成
-不变
块指定给相移波束形成器
波束成形方向。
相移波束形成器
- 执行窄带延迟与求和波束形成在基质上经由输入端口通过X
沿着经由输入端口指定的方向昂
。
2-d选择
- 选择在所述天线元件中的一个接收的信号。
探索实例
一些模型参数是由辅助函数计算helperslexBeamformerParam。要打开从模型的功能,请点击修改仿真参数
块。此功能时加载的模型执行一次。它出口到工作区中,其字段由模型的对话框面板被引用的结构。要修改任何参数,无论是改变从命令提示符或编辑的辅助函数的结构中的值,并重新运行它来更新参数结构。
结果和显示器
下面的显示器示出了单个元件(未波束成形)与参考脉冲,并与参考脉冲的波束形成器的输出的输出。当接收到的信号没有被波束形成,脉冲不能由于噪声检测。的波束形成器的输出示出了显示该波束形成的信号比噪声要大得多。输出SNR比在单个天线上接收到的信号的大大约10倍,因为有10元件阵列产生的10的阵列增益。
第二个模型示出了波束形成在从30度和在方位角50度到达的两个干涉信号的存在。干扰振幅比脉冲幅度大得多。噪声级别设置为-50 DBW突出干扰之功效。相移,MVDR,和波束形成器LCMV被施加到接收的信号和它们的结果进行比较。
几个新块添加到以前的型号使用的块:
随机源
- 两个块产生高斯矢量来模拟干扰信号(标记为Interference1
和Interference2
)
CONCATENATE
- 把文本的输出随机源
和长方形
块成3列矩阵。
信号方向
-不变
块指定的脉冲信号和干扰信号的的入射方向窄带的Rx阵列
块。
MVDR波束形成器
- 执行MVDR沿着指定方向的波束形成。
LCMV波束形成器
- 执行LCMV具有指定约束矩阵和期望的响应的波束成形。
探索实例
用于本例中的辅助功能helperslexBeamformerParam。要打开从模型的功能,请点击修改仿真参数
块。脉搏,干扰信号和波束成形方向,也可通过改变对角度在运行时改变信号方向
和角度波束形成
块不停止模拟。
结果和显示器
下图显示了相控换档波束形成器的输出。因为干扰信号比脉冲信号强得多这是不能够检测到脉冲。
下图显示了MVDR波束形成器的输出。的波束形成器MVDR蜜饯信号沿所需方向到达,而试图来自其它方向抑制信号。在此示例中,干扰信号被抑制,并且在45度方位角的脉冲被保留。
该MVDR波束形成器,但是,非常的波束形成方向敏感。如果沿着从所希望的方向略有不同,MVDR波束形成器禁止显示它的方向上接收到的目标信号。这是因为波束形成器MVDR对待所有信号,除了所述一个沿所期望的方向,如不希望的干扰。这种效果有时称为“信号自调零”。下面的显示表明,如果我们在改变目标信号的方向会发生什么信号方向
方框43,而不是45通知如何相比于参考脉冲所接收的脉冲被抑制。
您可以使用LCMV波束形成器通过拓宽周围要保持信号的信号方向的区域,以防止信号自动归零。在这个例子中,三个单独的但紧密间隔约束强加其保存在对应于43,45,和47度方位角方向上的响应。在这些方向上所需的响应都被设置为一个。如在下面的图所示,脉冲被保留。