Beamspace ESPRIT DOA
Оценка направления прихода (DOA) по алгоритму ESPRIT в пространстве лучей для ULA.
Описание
Блок Beamspace ESPRIT DOA выполняет оценку направления прихода заданного количества узкополосных сигналов, падающих на равномерный линейный массив (ULA), используя алгоритм ESPRIT в пространстве лучей.
Порты
Параметры
Main
Signal propagation speed — скорость распространения сигнала, м/c
3e8 (по умолчанию) | положительный скаляр
Скорость распространения сигнала в виде вещественного положительного скаляра. По умолчанию используется значение скорости света: 3e8 м/c.
Единицы измерения — м/с.
Operating frequency (Hz) — несущая частота системы
3e8 (по умолчанию) | положительный скаляр
Несущая частота системы, заданная в виде положительного скаляра. Единицы измерения — Гц.
Number of signals — число сигналов
1 (по умолчанию) | положительный целый скаляр
Число сигналов в виде целого положительного скаляра.
Spatial smoothing — пространственное сглаживание
0 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр
Устанавливает число (целое неотрицательное) усреднений, обеспечивающее пространственное сглаживание для оценки ковариационной матрицы. Каждое увеличение этого параметра добавляет один дополнительный когерентный источник, что в свою очередь, уменьшает на один эффективное число элементов. Максимальное значение этого параметра равно , где – количество элементов в ULA.
Type of least squares method — выбор типа метода наименьших квадратов
TLS (по умолчанию) | LS
Укажите метод наименьших квадратов, используемый для ESPRIT:
-
TLS— метод наименьших полных квадратов. -
LS— метод наименьших квадратов.
Beam fan center direction (deg) — направление центра при веерной диаграмме направленности
0 (по умолчанию) | вещественный скаляр
Устанавливает направление центра расходящихся веером лучей в градусах как вещественный скаляр, значение которого лежит в диапазоне от −90° до 90°.
Source of number of beams — число источников лучей
Auto (по умолчанию) | Property
Устанавливает число источников лучей:
-
Auto— число источников лучей будет равно , где — количество элементов антенной решетки, а — значение параметра Spatial smoothing. -
Property— число источников лучей задается в параметре Number of beams.
Number of beams — число лучей
2 (по умолчанию) | положительный целый скаляр
Количество лучей задается в виде целого положительного скаляра. Чем меньше число лучей, тем меньше вычислительные затраты.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Source of number of beams значение Property.
Sensor Array
Specify sensor array as — метод задания элементов антенной решетки
Array (no subarrays) (по умолчанию)
Метод задания элемента антенной решетки.
Element
Element type — типы элементов антенной решетки
Isotropic Antenna (по умолчанию) | Cardioid Antenna | Cosine Antenna | Custom Antenna | Gaussian Antenna | Sinc Antenna | Omni Microphone | Custom Microphone
Тип элемента антенной решетки.
Доступные значения:
-
Isotropic Antenna -
Cardioid Antenna -
Cosine Antenna -
Custom Antenna -
Gaussian Antenna -
Sinc Antenna -
Omni Microphone -
Custom Microphone
Operating frequency range (Hz) — диапазон рабочих частот элемента антенной решетки
[0,1e20] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на 2
Диапазон рабочих частот элемента антенной решетки в виде вектора-строки 1 на 2 в виде [LowerBound,UpperBound]. Элемент не имеет отклика вне этого частотного диапазона. Единицы измерения частоты – Гц.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Isotropic Antenna, Cosine Antenna или Omni Microphone.
Baffle the back of the element — учет излучения через задний луч диаграммы направленности в заднюю полусферу элемента Isotropic Antenna element или Omni Microphone
выключено (по умолчанию) | включено
Установите этот флаг, чтобы исключить излучение в заднюю полусферу. Отклик от задней полусферы на всех углах азимута за пределами интервала ±90° от широкой стороны устанавливаются на ноль. Широкоугольное направление определяется как угол азимута 0° и угол места 0°.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Isotropic Antenna или Omni Microphone.
Null axis direction — направление оси вдоль нулевого излучения
-x (по умолчанию) | +x | +y | -y | +z | -z
Направление оси вдоль нулевого излучения.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Cardioid Antenna.
Exponent of cosine pattern — показатель степени экспоненты при задании формы косинусной диаграммы направленности
[1.5, 1.5] (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вещественная матрица неотрицательных значений 1 на 2
Показатель степени экспоненты косинусной модели в виде неотрицательного скаляра или вещественной матрицы 1 на 2 из неотрицательных значений. Если Exponent of cosine pattern — вектор 1 на 2, то первый элемент — это показатель степени экспоненты в направлении азимута, а второй — в направлении угла места. При скалярном значении этого параметра косинусы в азимутальном и высотном направлениях возводятся в одну степень.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Cosine Antenna.
Operating frequency vector (Hz) — массив рабочих частот элемента антенной решетки
[0,1e20] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка
Массив рабочих частот элемента антенной решетки в виде вектора-строки 1 на возрастающих действительных значений. Элемент не имеет отклика за пределами диапазона частот, заданного минимальным и максимальным элементами этого вектора. Единицы измерения частоты — Гц.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna или Custom Microphone. Для установки откликов на этих частотах используйте параметр Frequency responses (dB).
Frequency responses (dB) — частотные отклики элемента антенной решетки
[0,0] (по умолчанию)| вещественный вектор-строка
Частотная характеристика пользовательских элементов антенной решетки определяется за счет параметра Operating frequency vector (Hz). Размеры вектора Frequency responses (dB) должны совпадать с размерами вектора, заданного параметром Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna или Custom Microphone.
Input Pattern Coordinate System — выбор системы координат диаграммы направленности пользовательской антенны
az-el (по умолчанию) | phi-theta
Выбор системы координат диаграммы направленности пользовательской антенны, указывается az-el или phi-theta. При выборе az-el для задания координат точек диаграммы направленности используются параметры Azimuth angles (deg) и Elevations angles (deg). При указании параметра phi-theta для задания координат точек детали используются параметры Phi angle (deg) и Theta angles (deg).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna.
Azimuth angles (deg) — углы азимута диаграммы направленности излучения антенны
[−180:180] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка
Значения углов азимута, по которым будет рассчитываться диаграмма направленности антенны в виде вектора-строки 1 на . должно быть больше 2. Значения углов азимута должны лежать в диапазоне от −180° до 180° включительно и располагаться в строго возрастающем порядке.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna, а для параметра Input Pattern Coordinate System — az-el.
Elevation angles (deg) — значения углов места диаграммы направленности антенны
[−90:90] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка
Значения углов места, при которых необходимо рассчитать диаграмму направленности излучения в виде вектора 1 на . должно быть больше 2. Единицы измерения углов — градусы. Углы возвышения должны лежать в диапазоне от −90° до 90° включительно и располагаться в строго возрастающем порядке.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna, а для параметра Input Pattern Coordinate System — az-el.
Phi Angles (deg) — значения углов Phi диаграммы направленности антенны
[0:360] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на P
Угловые координаты Phi точек, в которых задается диаграмма направленности излучения антенны. Задаются в виде вещественного вектора-строки 1 на . должно быть больше 2. Единицы измерения углов — градусы. Значения углов Phi должны лежать в диапазоне от 0° до 360° и располагаться в строго возрастающем порядке.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna, а для параметра Input Pattern Coordinate System — phi-theta.
Theta Angles (deg) — значения углов Theta диаграммы направленности излучения антенны
[0:180] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на Q
Угловые координаты Theta точек, в которых задается диаграмма направленности излучения антенны. Задаются в виде вещественного вектора-строки 1 на . должно быть больше 2. Единицы измерения углов — градусы. Значения углов Theta должны лежать в диапазоне от 0° до 180° и располагаться в строго возрастающем порядке.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna, а для параметра Input Pattern Coordinate System — phi-theta.
Magnitude pattern (dB) — величина диаграммы направленности антенны
zeros(181,361) (по умолчанию) | вещественная матрица Q на P | вещественный массив Q на P на L
Величина диаграммы направленности антенны, заданная в виде матрицы на или массива на на .
-
Если для параметра Input Pattern Coordinate System установлено значение
az-el, то равняется длине вектора, определенного параметром Elevation angles (deg), в свою очередь, — длине вектора, определенного параметром Azimuth angles (deg). -
Если для параметра Input Pattern Coordinate System установлено значение
phi-theta, то равняется длине вектора, определенного параметром Theta Angles (deg), в свою очередь, — длине вектора, определенного параметром Phi Angles (deg).
Величина равна значению параметра Operating frequency vector (Hz).
-
Если значение этого параметра представляет собой матрицу на , то для всех частот, указанных в параметре Operating frequency vector (Hz), применяется одна и та же схема.
-
Если значение представляет собой массив на на , каждый элемент на массива задает шаблон для соответствующей частоты, указанной в параметре Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna.
Phase pattern (deg) — фаза диаграммы излучения пользовательской антенны
zeros(181,361) (по умолчанию) | вещественная матрица Q на P | вещественный массив Q на P на L
Фазовая диаграмма направленности излучения комбинированной антенны, заданная в виде матрицы на или массива на на .
-
Если для параметра Input Pattern Coordinate System установлено значение
az-el, то равняется длине вектора, определенного параметром Elevation angles (deg), в свою очередь, — длине вектора, определенного параметром Azimuth angles (deg). -
Если для параметра Input Pattern Coordinate System установлено значение
phi-theta, то равняется длине вектора, определенного параметром Theta Angles (deg), в свою очередь, — длине вектора, определенного параметром Phi Angles (deg).
Величина равна значению параметра Operating frequency vector (Hz).
-
Если значение этого параметра представляет собой матрицу на , то для всех частот, указанных в параметре Operating frequency vector (Hz), применяется одна и та же схема.
-
Если значение представляет собой массив на на , каждый элемент на массива задает шаблон для соответствующей частоты, указанной в параметре Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna.
Align element normal with array normal — выровнять нормаль элемента антенной решетки относительно нормали решетки
включено (по умолчанию) | выключено
Если значение параметра включено, то диаграмма направленности элемента антенны поворачивается для выравнивания по нормали массива. Если выключено, то рисунок элемента не поворачивается.
Если антенна используется в антенной решетке и параметр Input Pattern Coordinate System имеет значение az-el, установка этого флажка поворачивает диаграмму направленности так, чтобы ось x системы координат элемента указывала вдоль нормали массива. При отсутствии выбора используется шаблон элемента без вращения.
Если антенна используется в антенной решетке и параметр Input Pattern Coordinate System имеет значение phi-theta, установка этого флажка поворачивает диаграмму направленности так, чтобы ось z системы координат элемента указывала вдоль нормали массива.
Используйте этот параметр вместе с параметром Array Normal массивов URA и UCA.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Antenna.
Radiation pattern beamwidth (deg) — ширина луча диаграммы направленности антенны
[10, 10] (по умолчанию) | вещественный скаляр | вещественный вектор-строка 1 на 2
Ширина луча диаграммы направленности антенны в градусах.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Gaussian Antenna.
Polar pattern frequencies (Hz) — значения частот для полярной диаграммы направленности микрофона
1e3 (по умолчанию) | вещественный скаляр | вещественный вектор-строка 1 на L
Значения частот для полярной диаграммы направленности задается в виде вещественного скаляра или вещественного вектора-строки 1 на . Частоты лежат в диапазоне частот, заданном параметром Operating frequency vector (Hz).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Microphone.
Polar pattern angles (deg) — значения углов для полярной диаграммы направленности микрофона
[−180:180] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на P
Значения углов для полярной диаграммы направленности микрофона задаются в виде вектора . Углы измеряются от центральной оси микрофона и должны находиться в диапазоне от −180° до 180° включительно.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Microphone.
Polar pattern (dB) — полярная диаграмма направленности микрофона
zeros(1,361) (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на L
Задайте величину полярной диаграммы направленности пользовательского микрофонного элемента в виде вещественного вектора-строки 1 на , где — количество частот, указанных в параметре Polar pattern frequencies (Hz). Строка представляет собой величину полярной диаграммы направленности, измеренную на соответствующей частоте, указанной в Polar pattern frequencies (Hz). Диаграмма направленности измеряется в азимутальной плоскости. В азимутальной плоскости угол места равен 0°, а центральная ось составляет 0° по азимуту и 0° по возвышению. Полярная диаграмма направленности симметрична вокруг центральной оси. На основе полярной диаграммы можно построить диаграмму направленности микрофона в трехмерном пространстве.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Microphone.
ULA Parameters
Number of elements — количество элементов антенной решетки
2 (по умолчанию) | целое число, большее или равное 2
Количество элементов для антенной решетки ULA задается в виде целого числа, большего или равного двум.
Element spacing (m) — расстояние между элементами антенной решетки
0.5 (по умолчанию) | положительный скаляр
Расстояние между соседними элементами антенной решетки задается в виде положительного скаляра. Единицы измерения — метры.
Array axis — направление линейной оси ULA
y (по умолчанию) | x | z
Направление линейной оси ULA, заданное как y, x или z. Все элементы решетки ULA равномерно распределены вдоль этой оси в локальной системе координат решетки.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Geometry значение ULA.
Этот параметр также включен, когда блок поддерживает только массивы ULA.
Taper — изменение диаграммы направленности элементов антенной решетки
1 (по умолчанию) | комплексный скаляр | комплексный вектор
Изменение диаграммы направленности элементов антенной решетки задается в виде комплексного скаляра или комплексного вектора 1 на , где — количество элементов антенной решетки.
Коэффициенты, меняющие диаграмму направленности, называемые также весами элементов, умножают отклики элементов антенной решетки. Коэффициенты изменяют как амплитуду, так и фазу отклика для уменьшения боковых лепестков или направления главной оси отклика.
Если значение параметра Taper является скаляром, то к каждому элементу применяется один и тот же вес. Если Taper — вектор, то к соответствующему элементу антенной решетки применяется вес из вектора. Количество весов должно соответствовать количеству элементов антенной решетки.