主要内容
相控阵画廊
这个例子展示了如何建模和可视化的各种天线阵的几何图形与相控阵系统工具箱™。这些几何模型还可以用于其他类型的数组,这样的水听器阵列和麦克风阵列。您可以查看代码对于每一个情节,并使用它在您自己的项目。
线性阵列
线性天线阵列可以均匀或非均匀间距元素。这最常见的线性天线阵列均匀线性阵列(ULA)”。
N = 20;%的元素数量D = 0.5;%元素间距(m)齿龈= phased.ULA (N、D);viewArray(齿龈,“标题”,的均匀线性阵列(ULA)”甘氨胆酸)组(,“CameraViewAngle”,4.4);
最小冗余线性阵列(MRLA)是一个非均匀间隔的线性阵列。MRLA最小化的元素对数量有相同的空间相关性滞后。可以设计一个第4单元阵列的孔径相当于7-element齿龈。
N = 4;%的元素数量pos = 0 (N);:pos (2) = (-1.5 - 1 0.5 - 1.5);%孔径相当于7-element齿龈mrla = phased.ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0 (2 N));viewArray (mrla“标题”,“最小冗余线阵(MRLA)”甘氨胆酸)组(,“CameraViewAngle”,4.85);
圆形阵列
圆形天线阵列也可以有均匀或非均匀间距元素。接下来是一个均匀圆阵列(UCA)。
N = 24;%的元素数量R = 1;%半径(米)uca = phased.UCA (N, R);viewArray (uca“ShowNormals”,真的,“标题”,“均匀圆阵列(UCA)”)视图(0,90)
多个圆形天线阵列具有相同数量的元素和不同半径形成同心环形阵列。
N = 16;%每个环上的元素数量R = [1 1.5 - 2);%半径(米)azang = (0: n - 1) * 360 / n - 180;pos = [0 (1, N); cosd (azang);信德(azang)];elNormal = 0 (2 N);concentricCircularArray = phased.ConformalArray (…“ElementPosition”,(R (1) * pos (2) * pos R (3) * pos),…“ElementNormal”,(elNormal elNormal elNormal]);viewArray (concentricCircularArray“标题”,“同心圆形阵列”);
平面阵列与矩形网格
平面天线阵列可以有一个统一的网格(或晶格)和不同边界形状。接下来是一个均匀的矩形阵列(URA所言),矩形网格和矩形边界。
M = 18;%在每一行的元素数量N = 16;%在每一列的元素数量dy = 0.5;%在每一行元素之间的间距(m)dz = 0.5;%在每一列元素之间的间距(m)ura所言=分阶段。(N [M], [dz dy]);viewArray (ura所言,“标题”,“统一的矩形阵列(URA所言)”);
你也可以模型与一个圆形边界平面天线阵。下面的代码开始URA所言外圆和删除元素。
N = 20;%的数量在每个矩形数组的行/列的元素dy = 0.5;%在每一行元素之间的间距(m)dz = 0.5;%在每一列元素之间的间距(m)R = 4.5;%半径(米)refArray = phased.URA (N, [dy, dz]);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove =总和(pos。^ 2) > R ^ 2;pos (:, elemToRemove) = [];%排除元素外圆circularPlanarArray = phased.ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (circularPlanarArray“标题”,圆形平面阵列的);
接下来是一个平面天线阵和一个椭圆边界。
N = 20;%的数量在每个矩形数组的行/列的元素dy = 0.5;%在每一行元素之间的间距(m)dz = 0.5;%在每一列元素之间的间距(m)Ry = 4.5;%大半径(米)Rz = 2.8;%小半径(米)refArray = phased.URA (N, [dy, dz]);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove = (pos)(2:) /变化。^ 2 + (pos (3:) / Rz) ^ 2 > 1;pos (:, elemToRemove) = [];%排除元素外椭圆ellipticalPlanarArray = phased.ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (ellipticalPlanarArray“标题”,“椭圆平面阵”);
下面的示例是一个六角形阵列矩形网格。
Nmin = 7;%在底下一行的元素数量Nmax = 19;%的元素数量最大的行dy = 0.5;%的行间距dz = 0.5;%列间距行= [Nmin: 2: Nmax Nmax-2: 2: Nmin);N =总和(行);%的元素总数停止= cumsum(行);开始= stop-rows + 1;pos = 0 (N);数= 0;为m = Nmin-Nmax: 2: Nmax-Nmin数=计数+ 1;idx =启动(计数):停止(数);idx pos(2) =(-(行(计数)1)/ 2:(行(count) 1) / 2) * dy;idx pos (3) = m / 2 * dz;结束hexagonalPlanarArray = phased.ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0 (2 N));viewArray (hexagonalPlanarArray…“标题”,“六角平面阵列矩形网格的);
平面阵列与三角网格
三角网格提供了一种有效的空间采样和在实践中被广泛使用。在这里,可以应用不同的边界几何图形。首先是一个矩形数组三角晶格。
M = 18;%在每一行的元素数量N = 16;%在每一列的元素数量dy = 0.5;%在每一行元素之间的间距(m)dz = 0.5;%在每一列元素之间的间距(m)rectArrayTriGrid =分阶段。(N [M], [dz dy],“格子”,“三角”);viewArray (rectArrayTriGrid…“标题”,“矩形数组与三角网格”);
下一个是一个圆形平面天线阵三角晶格。
N = 18;%的数量在每个矩形数组的行/列的元素dy = 0.5;%在每一行元素之间的间距(m)dz = 0.5;%在每一列元素之间的间距(m)R = 4.5;%半径(米)refArray = phased.URA (N, dy, dz,“格子”,“三角”);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove =总和(pos。^ 2) > R ^ 2;pos (:, elemToRemove) = [];%排除元素外圆circularPlanarArrayTriGrid = phased.ConformalArray (…“ElementPosition”、pos、“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (circularPlanarArrayTriGrid…“标题”,圆形与三角形网格平面阵列的);
接下来是一个椭圆平面天线阵三角晶格。
N = 18;%的数量在每个矩形数组的行/列的元素dy = 0.5;%在每一行元素之间的间距(m)dz = 0.5;%在每一列元素之间的间距(m)Ry = 4.5;%大半径(米)Rz = 2.8;%小半径(米)refArray = phased.URA (N, dy, dz,“格子”,“三角”);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove = (pos)(2:) /变化。^ 2 + (pos (3:) / Rz) ^ 2 > 1;pos (:, elemToRemove) = [];%排除元素外椭圆ellipticalPlanarArrayTriGrid =…phased.ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (ellipticalPlanarArrayTriGrid…“标题”,“椭圆平面阵列与三角网格的);
接下来是一个统一的六角形阵列(UHA)。
Nmin = 9;%在底下一行的元素数量Nmax = 17;%中期行上的元素数量dy = 0.5;%的行间距dz = 0.5 * sin(π/ 3);%列间距行= [Nmin: Nmax Nmax-1: 1: Nmin);N =总和(行);%的元素总数停止= cumsum(行);开始= stop-rows + 1;pos = 0 (N);数= 0;为m = Nmin-Nmax: Nmax-Nmin数=计数+ 1;idx =启动(计数):停止(数);idx pos(2) =(-(行(计数)1)/ 2:(行(count) 1) / 2) * dy;idx pos (3) = m * dz;结束uha = phased.ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0 (2 N));viewArray (uha“标题”,“统一的六角形阵列(UHA)”);
变薄的数组
你也可以与非均匀网格模型平面天线阵列。下一个是减少天线阵列的一个例子。
M = 19;%在每一行的元素数量N = 17;%在每一列的元素数量dy = 0.5;%在每一行元素之间的间距(m)dz = 0.5;%在每一列元素之间的间距(m)refArray =分阶段。(N [M], [dz dy]);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove = [3:11: M * (N - 1) / 2 M * N - 3: -11: (N + 1) / 2);pos (:, elemToRemove) = [];thinnedURA = phased.ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (thinnedURA“标题”,“变薄数组”);
半球形共形阵列
你也可以模型空间的数组。在许多应用程序中,传感器必须符合安装在曲面的形状。下的一个例子是一个天线阵列的元素均匀分布在一个半球。
R = 2;%半径(米)阿兹= 90:10:90;%方位角度el = 80:10:80;%高度角(波兰人除外)[az_grid, el_grid] = meshgrid (az, el);波兰人= [0 0;-90 90);%增加南北两极nDir =[波兰人[az_grid (:) el_grid ()):”);%元素正常的方向N =大小(nDir 2);%的元素数量[x, y, z] = sph2cart (degtorad (nDir (1,:)), degtorad (nDir (2:)), R * 1 (1, N));hemisphericalConformalArray = phased.ConformalArray (…“ElementPosition”[x;y;z),“ElementNormal”(nDir);viewArray (hemisphericalConformalArray…“标题”,半球形共形阵列的);视图(90 0)
子串
你可以建模和可视化子阵。下一个是连续子序列的一个例子。
replicatedURA = phased.ReplicatedSubarray (“子数组”phased.URA (5)…“布局”,“矩形”,…“GridSize”3 [3],“GridSpacing”,“汽车”);viewArray (replicatedURA“标题”,“3 x3子阵各有5 x5元素”);
你可以在一个非均匀网格布局子阵。下一个示例模型失败的T / R模块子数组。
Ns = 6;%的子串posc = 0 (Ns);:posc (2) = 5:2.5:7.5;%子阵列相位中心posc (:, 3) = [];%拿出第三子阵列模型T / R失败defectiveSubarray = phased.ReplicatedSubarray (…“子数组”,分阶段。(25 [5]),…“布局”,“自定义”,…“SubarrayPosition”posc,…“SubarrayNormal”0 (Ns-1));viewArray (defectiveSubarray“标题”,“有缺陷的子数组”);视图(90 0)
可以交错、重叠子阵减轻光栅叶。
N = 40;%的元素数量Ns = 8;%的子串选取= 0 (Ns, N);Nsec = N / Ns;为m = 1: Ns如果m = = 1选取(m (m - 1) * Nsec + 1: m * Nsec + 1) = 1;elseifm = = Ns选取(m, (m - 1) * Nsec: m * Nsec) = 1;其他的(m - 1) * Nsec选取(m: m * Nsec + 1) = 1;结束结束overlappedSubarray = phased.PartitionedArray (“数组”phased.ULA (N),…“SubarraySelection”、选取);viewArray (overlappedSubarray“标题”,“重叠子阵”);集(gca),“CameraViewAngle”,4.65);
在特定的空间受限的应用程序,例如在卫星、多天线阵列必须共享相同的空间。组元素是交错,交错或散布。下一个示例模型交错,non-overlapped子队列。
N = 20;idx =重塑(randperm N * N, N, N);选取= 0 (N, N * N);为i = 1: N,选取(我idx(我,:))= 1;结束interleavedArray = phased.PartitionedArray (“数组”phased.URA (N),…“SubarraySelection”、选取);viewArray (interleavedArray“标题”,交错数组的);
另一种类型的非平面的天线阵与多个平面所面临的是一个数组。下一个例子显示统一的六角形阵列排列子串在一个球体。
R = 9;%半径(米)阿兹= unigrid (-180、60180、“()”);%方位角度el = unigrid (-30、60、30);%高度角(波兰人除外)[az_grid, el_grid] = meshgrid (az, el);波兰人= [0 0;-90 90);%增加南北两极nDir =[波兰人[az_grid (:) el_grid ()):”);%子阵列法线方向N =大小(nDir 2);%的子串[x, y, z] = sph2cart (degtorad (nDir (1,:)), degtorad (nDir (2:)), R * 1 (1, N));sphericalHexagonalSubarray = phased.ReplicatedSubarray (“子数组”uha,…“布局”,“自定义”,…“SubarrayPosition”[x;y;z),…“SubarrayNormal”(nDir);viewArray (sphericalHexagonalSubarray…“标题”,“一个球体六角子阵”);视图(30,0)
你也可以从不同的角度查看数组,在3 d交互地旋转。
rotate3d视图(0,90)在
