传统的和自适应Beamformers
这个例子展示了如何应用传统和自适应波束形成在Simulink仿真®窄带天线阵列接收到的信号。金宝app信号模型包括噪音和干扰。这个例子是基于传统的和自适应Beamformers的例子。
可用的示例实现
这个例子包含两个仿真软件®模型:金宝app
常规波束形成与噪声:slexBeamformerExample.slx
传统的和自适应Beamformers干扰:slexBeamformerInterferenceExample.slx
常规波束形成与噪声
第一个模型模拟矩形脉冲的接待与延迟抵消10-element均匀线性天线阵列(ULA)”。脉冲的源头位于45度的方位和海拔0度。噪声功率为0.5瓦被添加到数组的每个元素的信号。然后应用相移beamformer。比较的例子的输出相移beamformer与接收到的信号的天线元素。
模型由一个信号仿真阶段和一个信号处理阶段。块对应于每个阶段的模型是:
信号仿真
矩形——创建矩形脉冲。抵消波形- - - - - -延迟块每个脉冲延迟到150年样本。信号的方向- - - - - -常数块指定的脉冲的入射方向窄带Rx数组块。窄带Rx数组——模拟信号接收齿龈。第一个输入块是一个列向量包含接收到的脉冲。的脉冲假定为窄带载波频率等于操作块中指定频率的对话框面板。第二个输入(Ang)指定脉冲的入射方向。天线阵列的配置是通过一个辅助脚本创建一个变量在MATLAB®工作区。这个变量的引用传感器阵列对话框选项卡块的面板。使用一个变量可以更容易地跨几个街区共享天线阵列的配置。每一列输出对应于接收到的信号的天线阵列的每个元素。接收机前置放大器-增加热噪声,接收到的信号。
信号处理
角度beamform- - - - - -常数块指定的相移Beamformer波束形成的方向。相移Beamformer——执行窄带延迟叠加波束形成矩阵通过输入端口X通过输入端口指定的方向盎。二维选择器——选择接收信号的天线元素。
探索的例子
一些模型参数计算的辅助功能helperslexBeamformerParam。开放的函数模型,点击修改仿真参数块。这个函数是在模型加载时执行一次。出口的空间结构模型的引用的字段对话框面板。修改任何参数,改变结构的值从命令提示符或编辑helper函数并重新运行它来更新参数结构。
并显示结果
下面的显示器显示单个元素的输出(不是beamformed)相比,参考脉冲和beamformer的输出相对于参考脉冲。当接收到的信号不是beamformed,不能检测出由于脉冲噪音。beamformer的显示的输出表明beamformed远远大于噪声的信号。输出信噪比约为10倍,单个天线接收的信号,因为一系列10-element产生一个数组增加10个。
传统和适应性Beamformers干扰
第二个模型说明了波束形成的两个干扰信号到达方位的30度和50度。干扰振幅比的脉冲幅度大得多。噪音水平设置为-50瓦分贝强调只有干扰的影响。相移、MVDR和淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒beamformers应用于接收到的信号,他们的结果进行了比较。
一些新的阻塞被添加到使用在前面的模型:
随机源——两块生成高斯向量(标记为模拟干扰信号Interference1和Interference2)连接——连接的输出随机源和矩形块3列矩阵。信号的方向- - - - - -常数块指定脉冲的入射方向和干扰信号窄带Rx数组块。MVDR Beamformer——执行MVDR波束形成沿指定方向。淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒Beamformer——执行淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒与指定的约束矩阵和波束形成所需的响应。
探索的例子
对于这个示例是使用的helper函数helperslexBeamformerParam。开放的函数模型,点击修改仿真参数块。脉冲,干扰信号和波束形成方向也可以在运行时通过改变角度的改变信号的方向和角度beamform没有停止模拟块。
并显示结果
下图显示的输出phased-shift beamformer。它不能检测脉冲,因为干扰信号比脉冲信号更强。
接下来的图中显示的输出MVDR beamformer。一个MVDR beamformer保留信号沿到达期望的方向,在试图抑制来自其他方向的信号。在这个例子中,是抑制干扰信号和脉冲在45度方位被保存了下来。
然而,的MVDR beamformer对波束形成的方向非常敏感。如果目标信号接收从所需的方向沿着一个方向略有不同,的MVDR beamformer抑制它。这是因为MVDR beamformer对待所有的信号,沿着期望的方向,除了一个不受欢迎的干扰。这种影响有时被称为“信号self-nulling”。下面的显示说明如果我们改变目标信号的方向信号的方向43块而不是45。注意接收到的脉冲抑制与参考脉冲。
您可以使用一个淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒beamformer防止信号self-nulling通过拓宽该地区周围的信号方向你想保护信号。在这个例子中,三个独立但都应用的约束保护反应方向对应于43岁,45岁,在方位和47度。所需的反应这些方向都设置为1。如下图所示,脉冲保留。
