MVDR Spectrum

Анализатор пространственного спектра с минимальной вариацией без искажений (MVDR).

mvdr spectrum

Описание

Блок MVDR Spectrum (Minimum Variance Distortionless Response – минимум дисперсии шума) оценивает двумерный пространственный спектр входящих узкополосных сигналов путем сканирования диапазона углов азимута и возвышения с помощью обычного формирователя луча MVDR. Блок дополнительно вычисляет направление прибытия (DOA) заданного количества сигналов, находя пики спектра. Этот оценочный механизм также называют оценочным механизмом Капона.

Порты

Вход

Port 1 — принятый сигнал
комплексная матрица

Входной сигнал, заданный в виде матрицы, столбцы которой соответствуют каналам. Строки соответствуют выборкам.

Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

Поддержка комплексных чисел: Да

Выход

Y — двумерный пространственный спектр
вещественная матрица

Пространственный спектр, возвращаемый в виде вещественной матрицы, представляющей величину оцененного двумерного пространственного спектра. Размерность строки Y равна количеству углов, указанных в параметре Elevation scan angles (deg), а размерность столбца Y равна количеству углов, указанных в параметре Azimuth scan angles (deg).

Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

Поддержка комплексных чисел: Да

Ang — направления прибытия сигналов
неотрицательная вещественная матрица 2 на L

Направления прибытия сигналов, возвращаемые в виде вещественной матрицы 2 на L. L — количество сигналов, заданное параметром Number of signals. Угол направления прибытия определяется углами азимута и возвышения источника относительно локальной системы координат массива. Первая строка матрицы содержит углы азимута, а вторая — углы возвышения. Если блок не может определить пики в спектре, он вернет NaN. Единицы измерения углов — градусы.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок для параметра Enable DOA output.

Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

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 — метры в секунду.

Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

Operating frequency (Hz) — рабочая частота системы
3e8 (по умолчанию) | положительный скаляр

Рабочая частота системы, заданная в виде положительного скаляра. Единицы измерения — герцы.

Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

Number of bits in phase shifters — количество бит квантования фазового сдвига
0 (по умолчанию) | неотрицательное целое число

Количество битов, используемых для квантования компонента фазового сдвига формирователя луча или весов управляющего вектора. Укажите количество битов в виде целого неотрицательного числа. Значение, равное нулю, означает, что квантование не выполняется.

Forward-backward averaging — включить усреднение вперед-назад
выключено (по умолчанию) | включено

Установите этот флажок, чтобы использовать усреднение вперед-назад для оценки ковариационной матрицы для массивов антенных элементов с сопряженно-симметричной структурой многообразия массивов.

Azimuth scan angles (deg) — углы сканирования по азимуту
−180:180 (по умолчанию) | вещественный вектор

Углы сканирования в азимутальном направлении, заданные в виде вещественного вектора. Углы азимута должны лежать в диапазоне от −180° до 180° включительно. Углы следует указывать в порядке возрастания. Единицы измерения — градусы.

Elevation scan angles (deg) — углы сканирования по направлению возвышения
−90:90 (по умолчанию) | вещественный вектор

Углы сканирования в направлении возвышения, заданные в виде вещественного вектора. Углы должны лежать в диапазоне от −90° до 90° включительно. Углы следует указывать в порядке возрастания. Единицы измерения — градусы.

Enable DOA output — вывод направлений прибытия через выходной порт
выключено (по умолчанию) | включено

Установите этот флажок для вывода направлений прибытия поступающих сигналов (DOA) через выходной порт Ang.

Number of signals — ожидаемое количество поступающих сигналов
1 (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите ожидаемое количество сигналов для оценки направлений прибытия поступающих сигналов (DOA) в виде положительного целого скалярного числа.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable DOA output.

Sensor Array

Specify sensor array as — метод задания массива
Array (no subarrays) (по умолчанию)

Метод задания массива, указанного как Array (no subarrays).

Array (no subarrays)— для задания массива используются параметры блока.

Array Parameters

Geometry — геометрия массива
ULA (по умолчанию) | URA | UCA | Conformal Array

Геометрия массива, заданная как:

ULA — равномерный линейный массив.
URA — равномерный прямоугольный массив.
UCA — равномерный круговой массив.
Conformal Array — произвольное расположение элементов.

Number of elements — количество элементов массива
2 для массивов ULA и 5 для массивов UCA (по умолчанию) | целое число, большее или равное 2

Количество элементов массива для массивов ULA или UCA, заданное в виде целого числа, большего или равного 2.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение ULA или UCA.

Element spacing (m) — расстояние между элементами массива
0.5 для массивов ULA и [0.5,0.5] для массивов URA (по умолчанию) | положительный скаляр для массивов ULA или URA | двухэлементный вектор положительных значений для массивов URA

Расстояние между соседними элементами массива:

ULA — указать расстояние между двумя соседними элементами массива в виде положительного скаляра.
URA — задается расстояние в виде положительного скаляра или вектора положительных значений 1 на 2. Если Element spacing (m) — скаляр, то расстояния между строками и столбцами равны. Если Element spacing (m) — вектор, то вектор имеет вид [SpacingBetweenArrayRows,SpacingBetweenArrayColumns].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение ULA или URA.

Array axis — направление линейной оси ULA
y (по умолчанию) | x | z

Направление линейной оси ULA, заданное как y, x или z. Все элементы массива ULA равномерно распределены вдоль этой оси в локальной системе координат массива.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение ULA.
Этот параметр также используется, если блок поддерживает только ULA-массивы.

Array size — размеры массива URA
[2,2] (по умолчанию) | целое положительное число | вектор целых положительных чисел 1 на 2

Размеры массива URA, заданные в виде целого положительного числа или вектора целых положительных чисел 1 на 2.

Если Array size — вектор 1 на 2, то вектор имеет вид [NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns].
Если Array size — целое число, то массив имеет одинаковое количество строк и столбцов.

Для URA элементы массива индексируются сверху вниз по крайнему левому столбцу, а затем переходят к следующим столбцам слева направо.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение URA.

Element lattice — решетка положений элементов URA
Rectangular (по умолчанию) | Triangular

Решетка позиций элементов URA, заданная как прямоугольная или треугольная.

Rectangular — выравнивает все элементы по строкам и столбцам.
Triangular — смещает элементы четного ряда прямоугольной решетки в сторону положительного направления оси ряда. Смещение составляет половину расстояния между элементами по размеру ряда.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение URA.

Array normal — направление нормали массива
x для массивов URA или z для массивов UСA (по умолчанию) | y

Направление нормали массива, заданное в виде x, y или z.

Элементы плоских массивов лежат в плоскости, ортогональной выбранному направлению нормали массива. Направления бокового обзора элементов направлены вдоль направления нормали массива.

x — элементы массива лежат в yz-плоскости. Векторы угловых координат всех элементов направлены вдоль оси x.
y — элементы массива лежат в zx-плоскости. Векторы угловых координат всех элементов направлены вдоль оси y.
z — элементы массива лежат в xy-плоскости. Векторы угловых координат всех элементов направлены вдоль оси z.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение URA или UCA.

Radius of UCA (m) — радиус массива UCA
0.5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Радиус массива UCA, положительный скаляр.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение UCA.

Element positions (m) — позиции элементов конформного массива
[0;0;0] (по умолчанию) | вещественная матрица 3 на N

Позиции элементов конформного массива, заданные в виде матрицы вещественных значений 3 на N, где N — количество элементов в конформном массиве. Каждый столбец этой матрицы представляет собой вектор координат [x;y;z] элемента массива в локальной системе координат массива. Начало локальной системы координат — (0,0,0). Единицы измерения — метры.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение Conformal Array.

Element normals (deg) — направление векторов нормалей элементов конформного массива
[0;0] | `вектор-столбец 2 на 1 | матрица 2 на N

Направление векторов нормалей элементов конформного массива, заданное в виде вектора-столбца 2 на 1 или матрицы 2 на N. N означает количество элементов в массиве. Для матрицы каждый столбец задает направление нормали соответствующего элемента в виде [azimuth;elevation] относительно локальной системы координат. В локальной системе координат положительная ось x совпадает с направлением нормали к конформному массиву. Если значение параметра представляет собой вектор-столбец 2 на 1, то для всех элементов массива используется одно и то же направление наведения.

Параметры Element positions (m) и Element normals (deg) можно использовать для представления любого расположения, при котором пары элементов отличаются друг от друга определенными преобразованиями. Эти преобразования могут включать в себя перевод, поворот по азимуту и поворот по высоте. Однако нельзя использовать преобразования, требующие поворота относительно направления нормали.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Geometry значение Conformal Array.

Taper — конусность элементов массива
1 (по умолчанию) | комплексный скаляр | комплексный вектор

Конусность элемента, заданная в виде комплексного скаляра или комплексного вектора 1 на N. В этом векторе N — количество элементов в массиве.

Сужающие коэффициенты, называемые также весами элементов, умножают отклики элементов массива. Конусы 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 датчика применяется вес из вектора. Количество весов должно соответствовать количеству элементов массива.