Engee 文档

{blockLibraryPP_blocksPP_FF_PhasedSS_ArraySS_SystemSS_ToolboxFF_BeamformingFF_FrostSS_BeamformerPP_label}

不可调谐定向模式整形器

类型: FrostBeamformer

图书馆中的路径:

/Phased Array System Toolbox/Beamforming/Frost Beamformer

说明

冰冻波束形成器*单元实现了一个不可调波束形成器。该模块包括一个基于 FIR 滤波器组的时域 MVDR 波束形成器。MVDR 波束形成器将波束导向给定方向,而 FIR 滤波器则保持输入信号的功率。

端口

输入

X - 输入信号
N 上的复矩阵 M | N 上的实矩阵 M

输入信号以矩阵 M 乘 N 的形式给出,其中 M 是信号的采样数,N 是天线阵列中的元素数。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

*支持复数:是

XT - 训练信号
N 上的复数矩阵 M | N 上的实数矩阵 M

输入信号以矩阵 M 乘 N 的形式给出,其中 M 是信号的样本数,N 是天线阵列的元素数。

依赖关系

要使用该端口,请选择 启用训练数据输入 复选框。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

支持复数:是

Ang-波束形成方向
2乘1的实向量

波束形成方向指定为 2 乘 1 的实向量,形式为"[方位角;仰角]"。角度的测量单位为度。方位角的范围必须在 -180°180° 之间,仰角的范围必须在 -90°90° 之间。角度是相对于数组的本地坐标系指定的。

依赖关系

要使用该端口,请将 波束成形方向来源 参数设置为 "输入端口"。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

输出

Y-射线产生的输出信号
在 1 处的复数矢量 M

射线产生的输出信号以复数矢量的形式返回 ,值为 1。 的值是信号采样的个数。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

*支持复数:是

W - 波束成形权重
复数向量 N 乘 1"。

波束成形中的权重系数以复数向量 N 乘 1 的形式返回。数值 N 是天线阵列的元素数。如果*指定传感器阵列为*参数设置为 "分区阵列 "或 "复制子阵列",则 N 代表子阵列的数目。

依赖关系

要使用此端口,请选择*启用权重输出*复选框。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

支持复数:是

参数

主要参数

信号传播速度 - 信号传播速度,m/c
3e8(默认)` |`正标量

信号传播速度的实正标量。默认值为光速:3e8 m/c

测量单位为米/秒。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

继承采样率 - 继承采样率
已启用(默认) | 已禁用

选择复选框可继承上游区块的采样率。否则,使用 Sample rate (Hz) 设置采样率。

采样率(赫兹) - 采样率
1e6(默认值) | 正标量

正标量信号的采样频率。测量单位为赫兹。

依赖关系

要使用该参数,请清除*继承采样率*复选框。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

FIR 滤波器长度 - FIR 滤波器长度
1(默认值) | `正整数

用于处理来自天线阵列各元素信号的 FIR 滤波器长度设置为正整数。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

对角负载因子 - 对角负载因子,以确保稳定性
非负标量

将对角线加载因子指定为非负标量。对角加载是一种用于实现可靠波束成形性能的技术,尤其是在训练信号样本较小时。

启用训练数据输入 - 使用训练数据的能力
关闭(默认)"|"打开

选择该复选框可为 "XT "输入端口设置额外的训练数据。要将输入信号用作训练数据,请取消选择该复选框以移除该端口。

波束成形方向源 - 波束成形方向源
输入端口

波束成形方向的来源,指定为 PropertyInput port。如果*波束成形方向源*选择了 "属性",则使用*波束成形方向(度)*参数指定方向。如果选择 "输入端口",则方向由 "Ang "端口输入决定。

波束成形方向(度) - 波束成形方向
实际矢量 2 乘 1

波束成型方向指定为 2 乘 1 的实向量,其形式为"[方位角;仰角]"。方位角应在−180°` 至 180° 范围内。仰角必须在−90°` 到 90° 的范围内。角度是相对于阵列的本地坐标系指定的。

依赖关系

要使用此参数,请将 波束成形方向来源 参数设置为 属性

启用权重输出 - 输出波束成形器权重的选项
已禁用(默认)` | 已启用`。

选择该复选框可从输出端口 获取波束成形器权重。

使用 - 块建模方法 "解释执行(默认)"进行模拟

块建模指定为 "解释执行 "或 "代码生成"。如果希望程序块使用 Engee 解释器,请选择 "解释执行"。如果您想让程序块以编译代码的形式执行,请选择 "代码生成"。编译代码需要时间,但通常执行速度更快。

解释执行对于模型开发和调整非常有用。程序块在 Engee 中运行一个基本系统对象。您可以快速修改并执行模型。当您对结果感到满意时,可以使用代码生成来运行程序块。与解释执行相比,使用 "代码生成 "可以更快地运行长时间模拟。您可以在不重新编译的情况下重复运行,但如果您更改了任何程序块参数,程序块会在执行前自动重新编译。

本表显示了 Simulate using 参数对整个仿真行为的影响。

Engee 模型处于 "加速器 "模式时,使用 "模拟使用 "参数指定的程序块模式将覆盖仿真模式。

加速模式

块模拟3+

模拟视图

Normal

Accelerator

Rapid Accelerator

Interpreted Execution

该程序块使用 Engee 解释器执行。

该代码块使用 Engee 解释器执行。.2+

从模型创建独立的可执行文件。

Code Generation

编译程序块。

软件使用

块参数

SimulateUsing

类型

enum

价值观

Interpreted Execution, Code Generation

默认值

Interpreted Execution

传感器阵列

指定传感器阵列为 - 指定阵列的方法
数组(无子数组)(默认)` - 指定数组的方法

指定传感器元素或传感器数组。传感器数组也可包含子数组或进行分区。

可用值:

  • 数组(无子数组)"。

要素

元素类型 - 天线阵列元素类型
各向同性天线(默认) | `心形天线 | `余弦天线 | `自定义天线 | `高斯天线 | `正弦天线 | `全向麦克风 | `自定义麦克风

天线阵列元件类型。

可用值:

  • 各向同性天线"。

  • 心形天线

  • 余弦天线

  • 定制天线

  • 高斯天线

  • 正弦天线

  • 全向麦克风

  • 定制麦克风

工作频率范围 (Hz) - 天线阵列元件的工作频率范围
[0,1e20](默认)` | `实数矢量字符串 1 乘 2

天线阵元的工作频率范围,以 1×2 的字符串矢量形式表示,格式为 [LowerBound,UpperBound]。在此频率范围之外,天线阵元无响应。频率测量单位为 Hz。

依赖关系

要使用此参数,请将 元件类型 设置为 "各向同性天线"、"余弦天线 "或 "全向麦克风"。

元件背面的障板 - 考虑通过图案的后波束辐射到`各向同性天线元件`或`全向麦克风`的后半球。
关闭(默认)` | 开启

设置此标志可排除对后半球的辐射。后半球在与宽边方向±90° 间隔之外的所有方位角上的响应均设为零。广角方向定义为方位角为 0°,位置角为 0°。

依赖关系

要使用此参数,请将*元件类型*参数设置为 "各向同性天线 "或 "全向麦克风"。

空轴方向 - 沿空辐射的轴方向。
-x (默认) | +x | +y | -y | +z | `-z

沿零辐射的轴向。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "心形天线"。

余弦图案的指数 - 指定余弦图案形状时的指数度数
[1.5,1.5](默认值)` |非负值标量 |非负值 1 乘 2 的实数矩阵

余弦模型的幂指数为非负标量或 1 乘 2 的非负值实数矩阵。 如果*余弦模式的指数*是 1 乘 2 向量,第一个元素是方位角方向的指数度指数,第二个元素是位置角方向的指数度指数。当该参数为标量时,方位角和仰角方向上的余弦值将被提升到相同的程度。

依赖关系

要使用此参数,请将*元素类型*参数设置为 "余弦天线"。

工作频率向量 (Hz) - 天线阵列元素的工作频率数组
[0,1e20](默认)` |"真实字符串向量"。

天线阵元的工作频率数组,以字符串矢量 1 表示, ,实数值递增。在该矢量的最小和最大元素给出的频率范围之外,该天线阵元没有响应。频率测量单位为赫兹。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "自定义天线 "或 "自定义麦克风"。使用 频率响应 (dB) 参数设置这些频率的响应。

频率响应 (dB) - 天线阵列元素的频率响应
[0,0](默认)|"真实矢量字符串"。

自定义天线阵元的频率响应由 工作频率矢量 (Hz) 参数决定。频率响应 (dB)* 矢量的尺寸必须与*工作频率矢量 (Hz)* 参数定义的矢量尺寸一致。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "自定义天线 "或 "自定义麦克风"。

输入模式坐标系 - 选择自定义天线模式的坐标系
az-el (默认) | phi-theta

选择用户天线图案坐标系,可指定 az-elphi-theta。选择 az-el 时,方位角(度) 和*仰角(度)* 参数用于指定方向模式点的坐标。选择 "phi-theta "时,Phi 角 (deg)Theta 角 (deg) 参数用于设置图案点的坐标。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "自定义天线"。

方位角(度) - 天线辐射模式的方位角
[-180:180](默认)` | `real vector-string ` - 天线辐射模式的方位角。

方位角值,天线辐射模式将在 作为矢量字符串 1 计算。 必须大于 2。方位角值必须在−180° 至 180° (包括 180°)的范围内,并严格按照升序排列。

依赖关系

要使用此参数,请将 *元素类型*参数设置为 "自定义天线",并将 *输入图案坐标系*参数设置为 "az-el"。

仰角(度) - 天线图案位置角度值
[-90:90](默认) | real vector-string

您希望在 处计算辐射模式为矢量 1 的位置角值。 必须大于 2。角度的测量单位为度。仰角必须在−90°到 90°(含 90°)的范围内,并严格按照升序排列。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "自定义天线",并将 输入图案坐标系 参数设置为 "az-el"。

Phi Angles (deg) - 天线图案的 Phi 角值
[0:360](默认)` | P 上的 "实际矢量线 1

指定天线辐射模式点的角度坐标 Phi。定义为 上的实向量字符串 1。 必须大于 2。角度的测量单位为度。角度 Phi 的值必须在 0° 至 360° 的范围内,并严格按升序排列。

依赖关系

要使用此参数,请将 *元素类型*参数设置为 "自定义天线",并将 *输入图案坐标系*参数设置为 "phi-theta"。

Theta Angles (deg) - 天线辐射模式的 Theta 角值
[0:180](默认) |Q 上的实向量字符串 1.

天线辐射模式指定点的 Theta 角坐标。定义为 上的实向量字符串 1。 必须大于 2。角度的测量单位为度。角度 Theta 的值必须在 0° 至 180° 的范围内,并严格按升序排列。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "自定义天线",并将 输入图案坐标系 参数设置为 "phi-theta"。

幅值模式 (dB) 是天线模式的幅值
zeros(181,361)(默认)` | P 上的 Q 实矩阵` | L 上的 P 实阵列 Q

天线图案幅度以矩阵 by 或阵列 by by 的形式给出。

  • 如果*输入图案坐标系*参数设置为`az-el`,则 等于*仰角(度)*参数定义的矢量长度,反过来, 等于*方位角(度)*参数定义的矢量长度。

  • 如果*输入图案坐标系*参数设置为 "phi-theta",则 等于*Theta Angles (deg)* 参数定义的矢量长度,反过来, 等于*Phi Angles (deg)* 参数定义的矢量长度。

的值等于 * 运行频率矢量 (Hz)* 参数的值。

  • 如果该参数的值是 的矩阵,则对 工作频率矢量 (Hz) 参数中指定的所有频率采用相同的方案。

  • 如果该参数的值是一个数组 ,则数组中的每个元素 都指定了*工作频率矢量 (Hz)* 参数中指定的相应频率的模式。

依赖关系

要使用此参数,请将*元素类型*参数设置为 "自定义天线"。

Phase pattern (deg) - 自定义天线辐射模式的相位
zeros(181,361)(默认)` | P 上 Q 的实矩阵 | `L 上 P 的实阵列 Q

组合天线的相位辐射模式,以矩阵 on 或阵列 on on 的形式给出。

  • 如果*输入图案坐标系*参数设置为 "az-el",则 等于*仰角(度)*参数定义的矢量长度,反过来, 等于*方位角(度)*参数定义的矢量长度。

  • 如果*输入图案坐标系*参数设置为 "phi-theta",则 等于*Theta Angles (deg)* 参数定义的矢量长度,反过来, 等于*Phi Angles (deg)* 参数定义的矢量长度。

的值等于 * 运行频率矢量 (Hz)* 参数的值。

  • 如果该参数的值是 的矩阵,则对 工作频率矢量 (Hz) 参数中指定的所有频率采用相同的方案。

  • 如果该参数的值是一个数组 ,则数组中的每个元素 都指定了*工作频率矢量 (Hz)* 参数中指定的相应频率的模式。

依赖关系

要使用此参数,请将*元素类型*参数设置为 "自定义天线"。

将元素法线与阵列法线对齐 - 将天线阵列元素的法线与阵列法线对齐
开(默认)` | 关

如果 "启用",则旋转天线元素的图案,使其与阵列法线对齐。如果 "关闭",则不旋转天线元素的图案。

如果天线用于天线阵中,且*输入图案坐标系*参数设置为 "az-el",则选择该复选框将旋转图案,使元素坐标系的 x 轴沿阵列法线指向。如果没有选择,则使用未旋转的元素图案。

如果天线用于天线阵中,且*输入图案坐标系*参数设置为 "phi-theta",则选择该复选框可旋转图案,使元素坐标系的 Z 轴沿阵列法线指向。

该参数与 URA 和 UCA 阵列的 Array Normal 参数一起使用。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "自定义天线"。

Radiation pattern beamwidth (deg) - 天线图案波束宽度
[10,10](默认)` | 实数标量 | `实数矢量字符串 1 乘 2

天线模式波束宽度(度)。

依赖关系

要使用此参数,请将 元素类型 参数设置为 "高斯天线"。

极性模式频率 (Hz) - 麦克风极性模式的频率值
1e3(默认)` |real scalar |real vector-string 1 on L

极性辐射模式的频率值以 上的实数标量或实数矢量字符串 1 的形式给出。频率在参数 工作频率矢量 (Hz) 指定的频率范围内。

依赖关系

要使用该参数,请将*元件类型*参数设置为 "定制麦克风"。

极性模式角度(度) - 麦克风极性模式的角度值
[-180:180](默认) |`P`上的实向量字符串 1。

麦克风极性模式的角度值以矢量 的形式指定。角度从麦克风的中心轴开始测量,范围从−180° 到 180° (包括 180°)。

依赖关系

要使用此参数,请将 * 元素类型* 参数设置为 "自定义麦克风"。

极性模式 (dB) - 麦克风的极性模式
zeros(1,361)(默认)` | `real vector-string 1 to L' (实向量字符串 1 至 L

将用户麦克风元件的极性模式幅度设置为实数矢量字符串 1 by ,其中 Polar pattern frequencies (Hz) 参数中指定的频率数。该字符串表示在 极性模式频率 (Hz) 中指定的相应频率上测量的极性模式幅度。方向模式是在方位面上测量的。在方位面上,位置角为 0°,中心轴方位角为 0°,仰角为 0°。极性图案围绕中心轴对称。根据极坐标图,您可以在三维空间中构建麦克风的指向性模式。

依赖关系

要使用此参数,请将*元件类型*参数设置为 "自定义麦克风"。

数组

几何 - 网格几何
ULA(默认) | URA | UCA | `共形阵列

天线配置指定为

  • ULA - Uniform Linear(均匀线性)。

  • URA - 统一矩形。

  • UCA - 统一圆形。

  • Conformal Array - 元素的任意排列。

元件数 - 天线阵列中的元件数
ULA阵列为2个,UCA阵列为5个(默认)。

ULA "或 "UCA "阵列的元素数,指定为大于或等于 2 的整数。

依赖关系

要使用此参数,请将 Geometry 参数设置为 ULAUCA

元素间距 (m) 是元素之间的距离
0.5 for ULA arrays and [0.5,0.5] for URA arrays (default) | positive scalar | positive 2 by 1 vector for URA arrays.

数组相邻元素之间的距离:

  • ULA - 以正标量形式指定两个相邻数组元素之间的距离。

  • URA - 将距离指定为正标量或正值 1 乘 2 的矢量。如果 Element spacing (m) 是一个标量,则行与列之间的距离相等。如果 Element spacing (m) 是矢量,则矢量为 [SpacingBetweenArrayRows,SpacingBetweenArrayColumns]

依赖关系

要使用此参数,请将 Geometry 参数设置为 ULAURA

阵列轴 - ULA 的线性轴方向
y(默认)` | x | z

指定为 yxzULA 线性轴的方向。在本地阵列坐标系中,`ULA`阵列的所有元素都沿此轴均匀分布。

依赖关系

  • 要使用此参数,请将 Geometry 参数设置为 ULA

  • 如果程序块只支持 ULA 阵列,也可启用此参数。

数组大小 - URA 网格的大小
| [2,2](默认) | 正整数 | 具有正整数元素的 1-by-2 向量

URA` 数组的大小,以正整数或正整数的 1 乘 2 向量形式给出。

如果数组大小是 1-by-2 向量,则向量为 [数组行数,数组列数]

ura example

对于 URA 来说,数组元素的索引从上到下依次是数组最左边的一列,然后从左到右依次是下面的一列。

元素网格 - URA`元素的位置网格
矩形(默认)
| `三角形

指定为矩形或三角形的 URA 元素位置网格。

  • 矩形"- 在行和列方向对齐所有元素。

  • 三角形"--将矩形网格偶数行的元素向行轴的正方向移动。偏移量是元素间距离的一半,行的大小。

依赖关系

要使用此参数,请将 Geometry 参数设置为 URA

阵列法线 - 网格的法线方向
URA阵列的法线方向为 "x",UCA阵列的法线方向为 "z"(默认)。

晶格的法线方向以 xyz 表示。

平面阵列的元素位于与所选阵列法线方向正交的平面内。元素的侧视方向沿法线方向。

网格的法线值 元素位置和侧视方向

x

网格的元素位于 平面上。元素的所有法向量都沿 轴指向。

y

网格的元素位于 平面内。所有元素的法向量都沿着 轴。

z

网格的元素位于 平面内。所有元素的法向量都沿着 轴。

依赖关系

要使用此参数,请将 Geometry 参数设置为 URAUCA

UCA半径(米) - UCA网格半径
0.5(默认值)` |"正标量"。

以正标量形式给出 UCA 阵列的半径。

依赖关系

要使用此参数,请将 Geometry 参数设置为 UCA

元素位置(m) - 共形网格元素的位置
[0;0;0](默认) | 正值矩阵,3 乘 N

保角网格元素的位置,以 3 乘 的实数矩阵形式给出,其中 是保角阵列中元素的个数。矩阵的每一列代表阵元在阵列局部坐标系中的位置['x';'y';'z']。局部坐标系的原点是 (0,0,0)。测量单位为米。

依赖关系

要使用此参数,请将*几何*参数设置为 "共形阵列"。

元素法向量 (度) - 共形网格元素的法向量方向
[0;0] | ` 向量列 2 乘 1` | ` 矩阵 2 乘 N`

共形网格中元素的法向量方向,以 2-by-1 列向量或 2-by 矩阵的形式给出。 表示数组中元素的个数。如果参数是矩阵,则每列指定相应元素的法线方向,相对于本地坐标系为"[方位角;仰角]"。本地坐标系将正轴 与共形网格的法线方向对齐。如果参数值是 2-by-1 列向量,则所有阵元都使用相同的指向方向。

参数 元素位置(m)元素法线(deg) 可用来表示任何排列方式,其中元素对可通过某些变换加以区分。变换可以结合平移、方位角旋转和仰角旋转。但是,您不能使用需要相对于法线方向旋转的变换。

要使用此选项,请将*几何*参数设置为 "共形阵列"。

锥度 - 改变天线阵元的指向性图
1(默认)` | 复合标量 | `复合矢量

天线阵元指向性图的变化以复数标量或复数矢量 1 的形式在 指定,其中 是天线阵元的数量。

改变指向性图的系数,也称为元素权重,是天线阵元素响应的乘积。这些系数同时改变响应的振幅和相位,以减少边叶或主响应轴的方向。

如果 Taper 是标量,则对每个元件应用相同的权重。如果 Taper 是一个矢量,则矢量中的权重会应用到相应的天线阵元上。权重的数量必须与天线阵元的数量一致。