与Beamscan和MVDR到达方向

此示例示出了如何使用beamscan和最小方差无失真响应(MVDR)技术用于Simulink®的到达(DOA)估计的方向。金宝app它是基于MATLAB®例子到达估计与Beamscan,MVDR和音乐的方向

可用的示例实现

这个例子包括两个Simulink®模型:金宝app

Beamscan和MVDR在ULA波达方向估计

本实施例中模拟了两个窄带入射信号的一个10元件上的接收均匀线性天线阵列(ULA)。两个信号源都位于0度的仰角。从30度一个信号源移动方位角50度和背部。另一信号源,具有3分贝更少的功率,在相反的方向移动。模拟信号的接收和叠加噪声后,beamscan和MVDR谱计算。因为一个ULA是绕其轴线对称的,一个DOA算法不能唯一地确定方位角和仰角。因此,通过这些估计DOA返回的结果是在宽边的角度的形式。在这个例子中,因为信源的高程是在0度和扫描区域是-90到90度,宽边和方位角是相同的之间。

该模型包括模拟信号,随后DOA处理。在模型中使用的块:

模拟信号

  • 随机源- 块标记信号1信号2产生高斯矢量来模拟窄带平面波的发射功率。信号在每帧300个样本进行缓冲。

  • CONCATENATE- 把文本的输出随机源块成2列矩阵。

  • 信号方向-信号从工作区块从工作区中,以度各信号的到来方向的读取。所述块输出的2角的向量,每帧一次。

  • 窄带的Rx阵列- 模拟在ULA接收的信号。第一输入到该块是与2列的矩阵。每列对应于所接收到的平面波中的一个。第二输入(ANG),它指定在对应的平面波的天线阵列的入射方向的2元素矢量。天线阵列的配置被包含在由辅助脚本创建的工作空间MATLAB®变量。这个变量是在使用传感器阵列对话框的标签。使用可变可以更容易地跨越多个块共享天线阵列的配置。

  • 接收器前置放大器- 添加热噪声与所接收信号。

DOA处理

  • ULA MVDR谱- 计算使用MVDR算法输入的窄带信号的空间频谱。这个块还计算输入信号到达的方向。

  • ULA Beamscan谱- 计算通过使用窄带波束形成器的常规扫描的区域中的输入的窄带信号的空间频谱。这个块还计算输入信号到达的方向。

探索实例

该模型的几个对话框参数由辅助函数计算helperslexBeamscanMVDRDOAParam。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。它出口到其字段由对话框中引用了工作区的结构。要修改任何参数,无论是在命令提示或编辑的辅助函数改变的结构中的值,并重新运行它来更新参数结构。

结果和显示器

作为源朝向彼此移动的beamscan光谱被更新。该光谱显示了具有不同幅度的在相反的方向移动两个宽峰。

当来源是约10度分开的峰合并和的信号的DOA没有明确区分。所计算出的DOA将开始从实际值漂移,如图显示器。当两个信号从由小于所述波束宽度分离方向到达,它们的DOA的不能精确地使用beamscan方法解决。

该MVDR谱,在另一方面,具有更高的分辨率。在光谱中的峰更窄并且当所述源是非常接近彼此甚至可以区分。该MVDR算法对消息来源的位置非常敏感。它尝试过滤掉未精确地在指定的扫描角中的一个位于信号ULA MVDR谱块。的峰是最大时的源位于所述指定的扫描角度中的一个。他们将跳动的来源从指定的扫描角到另一个的一个移动。

Beamscan和MVDR在市建局波达方向估计

本实施例中通过5均匀矩形天线阵列(URA)取代了以前实施例的用10所述ULA配置。从30度一个信号源移动方位角,10度仰角到50度方位角,-5度仰角。另一信号源,具有3分贝更少的功率,在相反的方向移动。矩形阵列允许DOA估计双方确定方位角和仰角。矩阵观众来代替矢量作用域以可视化的2维空间谱。一切是类似于前面的例子。

探索实例

用于本例中的辅助功能helperslex2DBeamscanMVDRDOAParam。要打开从模型的功能,请点击修改仿真参数块。

结果和显示器

该结果与前面的例子。作为源朝向彼此移动的beamscan光谱被更新。该光谱显示了具有不同幅度的在相反的方向移动两个宽峰。

当来源是大约10度分开时,峰和合并的信号的DOA的没有明确区分。

在这里,MVDR谱仍然可以区分两个峰。