混合波束成形射频毫米波发射机建模
本例说明了采用32元混合波束成形天线的66 GHz QPSK射频发射和接收系统的系统级建模和仿真方法。该系统包括射频缺陷、发射阵列辐射效应、窄带接收阵列和具有针对系统缺陷和消息解码的校正的基带接收器。天线波束形成方向使用方位角和仰角定义，并在射频接收天线中使用根音乐DOA算法进行估计。
在下面的部分中，您将看到有关系统设计的更多细节。
模型描述
本例的顶层由五个子系统块组成，一个块用于控制发射器和接收器之间的相对角度，还有2个显示:
QPSK基带发射机对消息“Hello World ###”进行编码。
一种具有IQ调制、混合、放大和混合波束形成的射频发射机，带有控制电路。射频发射机模型包含了诸如噪声、非线性效应和天线元件耦合等射频缺陷。
用自由空间路径损耗模型对发射信号进行衰减的理想信道。
采用双窄带接收阵列天线的射频接收机，接收机增益和信噪比，有限动态范围的12位ADC，沿方位角和仰角估计两种根MUSIC算法。
一种QPSK接收机，包括载波和帧同步、解调和数据解码。
用户在发射机和接收机之间设置相对角度的一种装置。
一种频谱分析仪范围，用于比较标准化的发送和接收信号，以及用于接收消息的显示器。
模型=“simrfV2_qpsk”;open_system(模型)sim(模型)
正交相移编码发射机
该QPSK发射机包括位生成子系统、QPSK调制器块、用于脉冲整形的提升余弦传输滤波器块和增益块。比特生成子系统生成帧。每帧包含26个报头位，然后是174位的有效载荷，105位用于消息“Hello world ###”和69个随机位。在接收端模型中，对有效载荷进行置乱，以保证0和1的均衡分布，用于定时恢复操作。
open_system([模型' / QPSK TX ']，“力”）
射频发射机
射频发射机由三部分组成:阵列波束形成器、混合波束形成天线和窄带发射阵列块。32元混合波束形成天线分为4个子阵列。每个子阵列由8个射频发射机组成，工作频率为66 GHz。天线是微带贴片。这些天线单元和子阵列都进行了设计和验证MATLAB脚本使用天线工具箱™。
远场天线阵列增益是用相控阵系统工具箱™窄带发射阵列块计算的。计算出的辐射方向图是由孤立的微带贴片产生的场的叠加。
open_system([模型/发射阵列混合波束形成])
发射阵列波束形成器
发射阵列被导向接收器估计的方向。为了演示目的，使用两种不同的波束形成算法来计算应用于四个子阵列和每个子阵列的元素的权重。
用MVDR波束形成器计算子阵列的权重。MVDR波束形成器中的复乘法将发射信号和子阵列权值结合起来，使发射信号沿方位角方向移动。锥形是用来减少光栅瓣的影响。
用移相波束形成算法计算了8个子阵元的相移。四个子阵列应用相同的相移来引导发射机沿仰角方向移动。
open_system([模型/发射阵列混合波束形成/波束形成])
传播子串
四个发射子阵列是相同的。每个子阵列使用一个正交调制器和一个5 GHz本地振荡器，然后是一个由61 GHz本地振荡器、一个图像滤波器和一个通道选择滤波器组成的超高温调制器，执行66 GHz上变频。诸如噪声、I/Q不平衡、LO泄漏和非线性等缺陷都包含在适当的子阵列组件中。非线性功率放大器增加发射机增益，威尔金森型1到8功率分配器接可变移相器将PA连接到8个天线。八个可变移相器用于控制光束。天线子阵的载荷和天线单元之间的耦合由其s参数来建模。
open_system([模型/发射阵列混合波束形成/subarray1])
接收阵列
与发射器相比，接收器在更高的抽象级别上建模。接收机采用两个正交线性阵列，每个阵列有四个各向同性天线单元。该阵列用于提供空间分集来识别到达角。接收器不实现任何波束形成算法。
对每个接收信号的接收机有限增益和信噪比进行建模，然后是具有有限动态范围(包括饱和和量化效应)的12位ADC。
利用线性阵列信号，采用两种根MUSIC算法估计到达方向。每一种算法都在一个维度上运行，因此可以根据方位角和仰角估计发射机的位置。
open_system([模型/接收阵列的])
QPSK接收机
通信工具箱™示例中的QPSK接收器QPSK发射机和接收机(通信工具箱)在此示例中使用，并进行了修改。当信号损伤不存在时，这些修改将从该接收器移除块。
AGC对影响载波符号同步器精度的接收信号幅度进行控制和稳定。
提升余弦接收滤波器为发射波形提供匹配滤波。
载波同步器块执行良好的频率补偿。
帧同步器块使用已知的帧报头(QPSK调制的巴克码)与接收到的QPSK符号相关联，以找到帧报头的位置。块使用这个帧位置信息来对齐帧边界。块的第二个输出是一个布尔标量，指示第一个输出是否是具有所需报头的有效帧，如果是，则启用数据解码子系统运行。
使能数据解码的子系统执行相位模糊解析、解调和文本消息解码。
open_system([模型' / QPSK接收机'])
bdclose(模型)清晰模型;
