在传感器阵列建模扰动和元件故障

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这个例子展示了如何建模振幅、相位、位置和模式扰动以及传感器阵列元素的失败。

振幅微扰

本节将展示如何添加增益或振幅扰动10元素的均匀线性阵列(ULA)”。考虑扰动统计独立的零均值高斯随机变量的标准偏差为0.1。

创建一个齿龈10天线元素。

N = 10;齿龈= phased.ULA (N);

创建振幅或获得扰动在数组中

rs = rng (7);pertStDev = 0.1;扰动(齿龈,“TaperMagnitude”,“正常”1、pertStDev);perturbedULA = perturbedArray(齿龈);

比较理想的阵列扰动的响应。

%叠加反应c = 3 e8;频率= c;次要情节(2,1,1);helperCompareResponses (perturbedULA、齿龈、“振幅微扰”,…{“不安”,“理想”});%显示相应的蜡烛次要情节(2,1,2);茎(perturbedULA.Taper)标题(“振幅蜡烛”),包含(“传感器”);ylabel (“获得”);

相位扰动

本节将展示如何添加阶段扰动在前一节中使用的齿龈天线。考虑扰动分布类似于前一节。

扰动(齿龈,“TaperMagnitude”,“没有”);扰动(齿龈,“TaperPhase”,“正常”0 pertStDev);perturbedULA = perturbedArray(齿龈);

比较理想的阵列扰动的响应。

%叠加反应次要情节(2,1,1);helperCompareResponses (perturbedULA、齿龈、相位扰动的,…{“不安”,“理想”});%显示相应的蜡烛次要情节(2,1,2);阀杆(角(perturbedULA.Taper))标题(“阶段蜡烛”),包含(“传感器”);ylabel (“阶段(rad)”);

注意摄动响应浅null。

位置扰动

本节展示如何扰乱齿龈的位置传感器沿三个轴。

扰动(齿龈,“TaperPhase”,“没有”);扰动(齿龈,“ElementPosition”,“正常”0 pertStDev);perturbedULA = perturbedArray(齿龈);

比较理想的阵列扰动的响应。

%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

本节将取代各向同性天线元素摄动模式。

首先创建10定制天线元素摄动各向同性模式。

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

这里,图10单元阵列的模式“元素”10传感器使用ElementIndices属性。

perturbedULA = phased.HeterogeneousULA (“ElementSet”元素,…“ElementIndices”1:N);

比较理想的阵列扰动的响应。

%叠加反应clf;次要情节(2 2 2 [1]);helperCompareResponses (perturbedULA phased.ULA (N),…“模式扰动”,…{“不安”,“理想”});%显示摄动响应在理想的各向同性模式模式次要情节(2、2、3);模式(ula.Element,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(“摄动模式”);

元素失败

本节将模型元素失败8 10均匀矩形数组。每个元素都有10%的概率失败。

创建一个URA所言8乘10的元素的天线。

ura所言=分阶段。(10 [8]);

失败可以建模通过相应传感器的增益设置为0。这里创建一个矩阵中每个元素有10%的概率是0。

扰动(ura所言,“ElementFailure”,“RandomFail”,0.1);perturbedURA = perturbedArray (ura所言);% ura所言。锥形=双(兰德(8、10)> 1。);

比较数组的响应和理想的数组元素失败。

%叠加反应clf;helperCompareResponses (perturbedURA ura所言,“元素失败”,…{“失败”,“没有失败”});

注意深null很难达到与失败的元素数组的响应。

查看失败的元素。

viewArray (perturbedURA“ShowTaper”,真正的);标题(“失败的元素”);%重置随机种子rng (rs)

总结

这个例子展示了如何模型不同的扰动以及元素失败。这也显示了影响阵列响应的情况下。