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使用 ESPRIT 算法对 ULA 信号的到达方向(DOA)进行估计。

类型: ESPRITDOA

图书馆中的路径:

/Phased Array System Toolbox/Direction of Arrival/ESPRIT DOA

说明

ESPRIT DOA* 模块使用 ESPRIT 算法估算入射到均匀线性天线阵(ULA)上的给定数量窄带信号的到达时间。

端口

输入

端口_1 - 输入信号
大小为 N 乘 M 的复矩阵

输入信号是大小为 by 的矩阵,其中 是信号采样数, 是通道数。

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

*支持复数:是

输出

Ang--定义信号到达方向的角度
在 1 处的实际矢量 M

定义信号到达方向的角度,以实数向量的形式返回 ,单位为度。

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

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 m/s。

工作频率 (Hz) - 系统的载波频率
3e8(默认值) | 正标量

以正标量形式指定的系统载波频率。测量单位为 Hz。

信号数 - 信号数
1(默认值)` | `正整数标量

正整数标量的信号数。

空间平滑 - 启用空间平滑
0(默认)"|"非负标量"。

设置为估计协方差矩阵提供空间平滑的(非负整数)平均值的数量。该参数每增加一个,就会增加一个相干源,从而使有效元素数减少一个。 该参数的最大值为 ,其中 是 ULA 中的元素个数。

最小二乘法类型 - 选择最小二乘法类型
TLS(默认) | LS

指定用于 ESPRIT 的最小二乘法:

  • TLS 是最小完全平方法。

  • LS - 最小二乘法。

前向/后向平均法 - 启用前向/后向平均法
off (默认) | on - 启用前向/后向平均法。

此参数允许设置前向/后向平均,用于估计具有共轭对称结构的天线阵元的协方差矩阵。

行加权因子 - 行加权因子
1(默认)"|"正整数标量

信号子空间特征向量的行加权因子,为正整数标量。该参数控制应用于选择矩阵的权重。在大多数情况下,该值越大越好。不过,该值永远不能大于 ,其中 是天线阵元数。

传感器阵列

指定传感器阵列为 - 指定天线阵列元素的方法
阵列(无子阵列)(默认)` - 指定天线阵列元素的方法

指定天线阵列元素的方法。

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

天线阵列元素的工作频率范围,以 1×2 的字符串矢量元素形式表示为 [LowerBound,UpperBound]。在此频率范围之外,天线阵元无响应。频率单位为 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"。

元件背面障板 - 考虑通过图案后部光束向`各向同性天线`或`全向麦克风`元件后半球的辐射
关闭(默认)` | 开启

选择此复选框可排除对后半球的辐射。后半球在广角 ±90° 范围以外的所有方位角上的响应均设为零。广角定义为方位角 0° 和位置角 0°。

依赖关系

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

空轴方向 - 沿空发射的轴方向
-x (默认) | +x | +y | -y | +z | `-z

沿零辐射的轴方向。

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指数
[1.5,1.5](默认)` | |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*。

工作频率矢量 (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的形式指定,1 在 上,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 Hz。

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) - 天线辐射模式方位角的值
[-180:180](默认值)` | `真实矢量字符串

计算天线辐射模式的方位角值,作为 P 上的矢量字符串 1。P 必须大于 2。方位角的取值范围为−180° 至 180°(含 180°),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) - 天线辐射模式位置角的值
[-90:90](默认) | `real vector-string ` -天线辐射模式位置角度值。

您希望将辐射模式计算为 的矢量 1 的位置角值。 必须大于 2。角度的测量单位为度。位置角的值必须在−90°到 90°(含 90°)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 "az-el"。

Phi Angles (deg) - 天线辐射模式的 "Phi "角值
[0:360](默认)` | P 上的 "实向量字符串 1

指定天线辐射模式点的 Phi 角值。定义为 上的实数矢量字符串 1。 必须大于 2。角度的测量单位为度。Phi` 角的值必须在 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`实向量线 1

天线辐射模式指定点的 Theta 角值。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。Theta 角的值必须在 0° 至 180° 的范围内,并按严格的升序排列。

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

组合天线辐射模式的幅度,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 Q 等于*仰角(度)*参数指定的矢量长度,P 等于*方位角(度)*参数指定的矢量长度。

  • 如果*输入图案坐标系*参数设置为 "phi-theta",则 等于*Theta 角度(度)*参数指定的矢量长度, 等于*Phi 角度(度)*参数指定的矢量长度。

的值等于 工作频率矢量 (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。

  • 如果该参数是一个数组 ,则数组中的每一页 都为 工作频率矢量 (Hz) 参数中指定的相应频率指定了一个模式。

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

组合天线辐射模式的相位,以矩阵 或数组 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)*参数指定的矢量长度, 等于*方位角(度)*参数指定的矢量长度。

  • 如果*输入图案坐标系*参数设置为 "phi-theta",则 等于*Theta Angles (deg)* 参数指定的矢量长度, 等于*Phi Angles (deg)* 参数指定的矢量长度。

的值等于 工作频率矢量 (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。

  • 如果该参数是一个数组 ,则数组中的每一页 都为 工作频率矢量 (Hz) 参数中指定的相应频率指定了一个模式。

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",则选中该复选框可旋转图案,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)` | 实标量 | `实矢量字符串 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指定为 上的矢量 1。角度从麦克风的中心轴开始测量,其范围应从−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辐射模式。

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"。

ULA 参数

元素个数 - 数组元素个数
2(默认)` | 大于或等于 2 的整数

ULA 数组的元素数,用大于等于 2 的整数表示。

元素间距(米) - 天线阵列元素之间的间距
0.5(默认值) | `正标量

天线阵列相邻元素之间的距离指定为正标量。单位为米。

阵列轴 - ULA 的线性轴方向
y(默认)` | x | `z

指定为 yxz 的 ULA 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

要启用此参数,请将 Geometry 参数设置为 ULA。 当程序块仅支持 ULA 阵列时,也会启用该参数。

锥度 - 更改天线阵列元素的模式
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 的形式由 指定,其中 是阵元数。

锥形系数也称元素权重,是阵列元素响应的乘积。锥形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,则每个元素的权重相同。如果 Taper 是一个矢量,则矢量中的权重会应用到相应的传感器元件上。权重的数量必须与阵列元素的数量一致。