主要内容

分阶段。PhaseShiftBeamformer

窄带移相波束形成器

描述

分阶段。相移波束形成器对象实现了窄带相移波束形成器。相移波束形成器通过相移到达信号来近似于窄带信号的时延波束形成器。移相波束形成器属于传统波束形成器家族。

波束形成到达数组的信号:

  1. 创建分阶段。PhaseShiftBeamformer对象,并设置其属性。

  2. 使用参数调用对象,就像调用函数一样。

要了解更多关于System对象如何工作的信息,请参见什么是系统对象?

创建

描述

beamformer=分阶段。PhaseShiftBeamformer创建相移波束形成器系统对象™,beamformer,使用默认属性值。

beamformer=分阶段。PhaseShiftBeamformer (的名字价值使用每个属性创建相移波束形成器的名字设置为指定的价值.可以以任意顺序指定其他名称-值对参数,如(Name1Value1、……).将每个属性名用单引号括起来。

例子:phased.URA beamformer = phased.PhaseShiftBeamformer(‘SensorArray’,‘OperatingFrequency’,300 e6)将传感器阵列设置为具有默认URA属性值的统一矩形阵列(URA)。该波束形成器的工作频率为300mhz。

属性

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除非另有说明,属性是nontunable,这意味着您不能在调用对象之后更改它们的值。对象在调用时锁定,而释放函数打开它们。

如果一个属性是可调,您可以随时更改它的值。

有关更改属性值的更多信息,请参见在MATLAB中使用系统对象进行系统设计

传感器阵列,指定为属于相控阵系统工具箱的阵列系统对象。传感器阵列可以包含子阵列。

例子:分阶段。URA所言

信号传播速度,指定为实值正标量。单位是米每秒。的返回值是缺省的传播速度physconst(“光速”)

例子:3 e8

数据类型:|

工作频率,指定为正标量。单位为Hz。

例子:1 e9

数据类型:|

波束形成方向的源,指定为“属性”输入端口的.指定波束形成方向是否来自方向属性或从输入参数,.该属性的值为:

“属性” 属性指定波束形成方向方向财产。
输入端口的 使用输入参数指定波束形成方向,

数据类型:字符

波束形成方向,指定为实值2乘1向量或实值2乘-l矩阵。对于矩阵,每一列指定一个不同的波束形成方向。每一列都有表单[AzimuthAngle; ElevationAngle].方位角必须在-180°到180°之间,仰角必须在-90°到90°之间。所有角度都是根据数组的局部坐标系定义的。单位是度。

例子:(40; 30)

依赖关系

要启用此属性,请设置DirectionSource财产“属性”

数据类型:|

用于量化波束形成器的相移分量或转向矢量权值的比特数,指定为非负整数。值为零表示不进行量化。

例子:5

数据类型:|

如果将此属性值设置为“无失真”时,波束形成方向增益为0 dB。如果将此属性值设置为“保存实力”在美国,砝码的标准是统一。

例子:“保存实力”

数据类型:字符

启用波束形成权值的输出,指定为真正的.若要获取波束形成权值,请将此属性设置为真正的并使用相应的输出参数,W.如果不希望获取权重,请将此属性设置为

数据类型:逻辑

使用

描述

例子

Y= beamformer (X对输入信号进行相移波束形成,X,并返回波束形成的输出Y.要使用此语法,请设置DirectionSource“属性”和设置波束形成方向使用方向财产。

例子

Y= beamformer (X使用设置波束形成方向的输入参数。要使用此语法,请设置DirectionSource财产输入端口的

YW) = beamformer (___返回波束形成权值,W.要使用此语法,请设置WeightsOutputPort财产真正的

输入参数

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输入信号,指定为复数值——- - - - - -N矩阵。如果传感器阵列包含子阵列,N为子数组的个数;否则,N是数组元素的个数。

输入矩阵的第一个维度的大小可以改变,以模拟变化的信号长度。例如,在具有可变脉冲重复频率的脉冲波形的情况下,可以发生尺寸变化。

数据类型:|
复数的支持:金宝app是的

波束形成方向,指定为实值2 × 1列向量,或2 × -l矩阵。l为波束形成方向的个数。每一列都有表单[AzimuthAngle; ElevationAngle].单位是度。方位角在-180°~ 180°之间,仰角在-90°~ 90°之间。

例子:(40; 10)

依赖关系

要启用此参数,请设置DirectionSource财产输入端口的

数据类型:|

输出参数

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波束形成的输出,以复数值返回——- - - - - -l矩阵,行数是多少Xl为波束形成方向的个数。

数据类型:|
复数的支持:金宝app是的

波束形成权值,返回复数值N——- - - - - -l矩阵。如果传感器阵列包含子阵列,N为子数组的个数;否则,N为元素的个数。l为波束形成方向的个数。

依赖关系

要启用此输出,请设置DirectionSource财产真正的

数据类型:|
复数的支持:金宝app是的

对象的功能

要使用对象函数,请指定System对象作为第一个输入参数。例如,释放名为system的对象的系统资源obj,使用下面的语法:

发行版(obj)

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一步 运行系统对象算法
释放 释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
重置 使内部状态复位系统对象

例子

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将相移波束形成应用于7元ULA接收的正弦波信号。波束形成方向为45°方位角和0°仰角。假设阵列工作在300mhz。属性指定波束形成方向方向财产。

模拟信号。

t =(0:1000)”;fsignal = 0.01;x =罪(2 *π* fsignal * t);c = physconst (“光速”);fc = 300 e6;incidentAngle = [45; 0];数组=分阶段。齿龈(“NumElements”7);x = collectPlaneWave(数组,x, incidentAngle fc, c);噪音= 0.1 * (randn(大小(x)) + 1 j * randn(大小(x)));Rx = x +噪声;

建立相移波束形成器,然后对输入数据进行波束形成。

beamformer =分阶段。PhaseShiftBeamformer(“SensorArray”数组,...“OperatingFrequency”足球俱乐部,“PropagationSpeed”c...“方向”incidentAngle,“WeightsOutputPort”,真正的);[y, w] = beamformer (rx);

在中间元件处绘制原始信号和波束形成的信号。

情节(t,实际(rx (:, 4)),“:”t真正(y))包含(的时间(秒)) ylabel (“振幅”)传说(“输入”“Beamformed”

图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些对象表示输入,波束形成。

在应用权重后绘制阵列响应模式。

模式(数组、fc (180:180) 0“PropagationSpeed”c“类型”...“powerdb”“CoordinateSystem”“极地”“重量”w)

将相移波束形成应用于5元ULA接收的信号。波束形成方向为45°方位角和0°仰角。假设阵列工作在300mhz。使用输入端口指定波束形成方向。

模拟到达阵列的正弦波信号。

t =(0:1000)”;fsignal = 0.01;x =罪(2 *π* fsignal * t);c = physconst (“光速”);fc = 300 e6;incidentAngle = [45; 0];数组=分阶段。齿龈(“NumElements”5);x = collectPlaneWave(数组,x, incidentAngle fc, c);噪音= 0.1 * (randn(大小(x)) + 1 j * randn(大小(x)));Rx = x +噪声;

构造相移波束形成器,然后对输入数据进行波束形成。

beamformer =分阶段。PhaseShiftBeamformer(“SensorArray”数组,...“OperatingFrequency”足球俱乐部,“PropagationSpeed”c...“DirectionSource”输入端口的“WeightsOutputPort”,真正的);

获得波束形成信号和波束形成权值。

[y, w] = beamformer (rx incidentAngle);

在中间元件处绘制原始信号和波束形成的信号。

情节(t,实际(rx (:, 3)),“:”t真正(y))包含(“时间”) ylabel (“振幅”)传说(“原始”“Beamformed”

图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些物体代表原始的,波束形成的。

在应用权重后绘制阵列响应模式。

模式(数组、fc (180:180) 0“PropagationSpeed”c“CoordinateSystem”“矩形”“重量”w)

图中包含一个轴对象。标题为方位角切割(仰角= 0.0°)的轴对象包含一个类型为line的对象。该对象表示300mhz。

算法

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参考文献

[1] Van Trees, H.L.最优阵列处理.纽约,NY: Wiley-Interscience, 2002。

约翰逊,Don H.和D. Dudgeon。阵列信号处理.Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1993。

[3]范·维恩和k·m·巴克利。“波束形成:空间滤波的通用方法”。IEEE ASSP杂志第5卷第2页4-24页。

扩展功能

介绍了R2011a