主要内容

传感器阵列中微扰和元件失效的建模

此示例演示如何对传感器阵列中的振幅、相位、位置和模式扰动以及元件故障进行建模。

振幅微扰

本节演示如何在10个元素的均匀线性阵列(ULA)上增加增益或振幅扰动。将扰动视为统计上独立的零均值高斯随机变量,标准差为0.1。

创建一个10个元素的ULA天线。

N = 10;齿龈= phased.ULA (N);

通过生成均值为1的正态分布随机数来产生振幅或增益扰动。

rs = rng (7);pertStDev = 0.1;克隆理想的ULA微扰度=克隆(ula);微扰度=1+randn(1,N)*pertStDev;

比较了扰动后的响应与理想阵列的响应。

%叠加反应c=3e8;频率=c;子批次(2,1,1);帮助者比较响应(扰动,ula,“振幅扰动”...“不安”“理想”});%显示相应的锥度子批次(2,1,2);阀杆(扰动锥度)标题(“振幅渐减”),包含(“传感器”);伊拉贝尔(“获得”);

相位扰动

本节展示如何添加相位扰动到上一节中使用的ULA天线。考虑扰动分布与前一节相似。

释放System对象并设置渐变。锥形的幅值为1,随机相移,平均值为0。

释放(perturbedULA);perturbedULA。锥形= exp(1我* randn (1, N) * pertStDev);

比较了扰动后的响应与理想阵列的响应。

%叠加反应次要情节(2,1,1);helperCompareResponses (perturbedULA、齿龈、“相位扰动”...“不安”“理想”});%显示相应的锥度次要情节(2,1,2);阀杆(角(perturbedULA.Taper))标题(“阶段蜡烛”),包含(“传感器”);伊拉贝尔(“阶段(rad)”);

请注意,扰动响应具有较浅的零值。

位置扰动

本节演示如何沿三个轴对ULA传感器的位置进行扰动。

%获得理想的ULA职位ulaPos = getElementPosition(齿龈);在所有维度中添加扰动ulaPosPert = ulaPos + randn(size(ulaPos))*pertStDev;

创建扰动数组。

perturbedULA =分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”,ulaPosPert,...“ElementNormal”,零(2,N));

比较了扰动后的响应与理想阵列的响应。

%叠加反应clf;helperCompareResponses (perturbedULA phased.ULA (N),...“位置扰动”, {“不安”“理想”});

查看数组。

viewArray (perturbedULA);标题(的元素的位置);

模式扰动

本节将用摄动图代替各向同性天线单元。

首先创建10个具有扰动各向同性图案的自定义天线单元。

天线= phased.CustomAntennaElement;radpat = antenna.MagnitudePattern;元素=细胞(1,N);i=1:N扰动天线=克隆(天线);扰动天线。幅度模式=...pow2db (1 + randn(大小(radpat)) * pertStDev);元素{我}= perturbedAntenna;结束

在这里,使用ElementIndexes属性将单元阵列“element”中的10个模式映射到10个传感器。

perturbedULA =分阶段。HeterogeneousULA (“元素集”要素...“元素索引”1: N);

比较了扰动后的响应与理想阵列的响应。

%叠加反应clf;子批次(2,2,[1,2]);帮助比较响应(扰动,阶段性.ULA(N),...“模式扰动”...“不安”“理想”});将扰动模式响应显示在理想的各向同性模式旁边次要情节(2、2、3);模式(齿龈。元素,频率,“CoordinateSystem”“极地”“类型”“权力”)标题(“各向同性模式”);次要情节(2、2、4);模式(元素{1},频率,“CoordinateSystem”“极地”“类型”“权力”)标题(“扰动模式”);

元件失效

本节将在一个8 × 10的均匀矩形阵列上模拟单元失效。每个元素都有10%的失败概率。

创建一个8×10个元素的URA天线。

ura所言=分阶段。(10 [8]);

通过将相应传感器上的增益设置为0,可以对故障进行建模。这里创建了一个矩阵,其中每个元素的概率为0的10%。

ura所言。圆锥= double(rand(8,10) > .1);

将具有失败元素的阵列的响应与理想阵列进行比较。

%叠加反应clf;helperCompareResponses (ura所言,phased.ULA (N),“元素失败”...“失败”“没有失败”});

请注意,在包含失败元素的数组的响应中很难获得深度空值。

查看失败的元素。

viewArray(ura,“秀锥”,对);头衔(“失败的元素”);重置随机种子rng (rs)

总结

这个例子展示了如何对不同类型的扰动以及单元失效进行建模。它还演示了在所有情况下对阵列响应的影响。