Free Space
Свободное пространство.
Описание
Блок Free Space распространяет сигнал из одной точки в другую в пространстве. Блок моделирует время распространения, потерю распространения в свободном пространстве и доплеровский сдвиг. Блок предполагает, что скорость распространения намного больше, чем скорость цели или массива, и в этом случае модель «stop-and-hop» действительна.
При распространении сигнала в свободном пространстве к объекту и обратно у вас есть выбор: использовать один блок для вычисления двусторонней задержки распространения в свободном пространстве или два блока для выполнения односторонних задержек распространения в каждом направлении. Поскольку задержка распространения в свободном пространстве необязательно является целым числом, кратным шагу расчета, может оказаться, что общая задержка в оба конца в расчетах при использовании двустороннего блока распространения отличается от задержки в расчетах при использовании двух блоков одностороннего распространения. По этой причине рекомендуется, когда это возможно, использовать один блок двустороннего распространения.
Порты
Вход
X — узкополосный сигнал
комплексный вектор-столбец M на 1 |комплексная матрица M на N
Узкополосный сигнал в виде комплексного вектора-столбца M на 1 или комплексная матрица M на N. Величина M — количество выборочных значений сигнала, а N — количество сигналов для распространения. Когда вы задаете N сигналов, вам нужно указать N источников сигналов или N мест назначения сигналов.
Размер первого измерения входной матрицы может варьироваться, чтобы имитировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной частотой повторения импульсов.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Pos1 — источник сигнала
действительный вектор-столбец 3 на 1 | действительная матрица 3 на N
Происхождение сигнала в виде действительного вектора-столбца 3 на 1 или действительной матрицы 3 на N. Величина N является количеством распространяемых сигналов и равна размерности, указанной в сигнале в порт X. Если Pos1 это вектор-столбец, то он принимает форму . Если Pos1 — матрица, каждый столбец задает различное происхождение сигнала и имеет форму . Pos1 и Pos2 не могут оба быть указаны как матрицы — по крайней мере, один должен быть вектор-столбцом 3 на 1. Единицами положения являются метры.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Pos2 — назначение сигнала
действительный вектор-столбец 3 на 1 | действительная матрица 3 на N
Назначение сигнала в виде действительного вектора-столбца 3 на 1 или действительной матрицы 3 на N. Величина N является количеством распространяемых сигналов и равна размерности, указанной в сигнале в порт X. Если Pos2 это вектор-столбец, то он принимает форму . Если Pos2 — матрица, каждый столбец задает различное происхождение сигнала и имеет форму . Pos1 и Pos2 не могут оба быть указаны как матрицы — по крайней мере, один должен быть вектор-столбцом 3 на 1. Единицами положения являются метры.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Vel1 — скорость начала сигнала
действительный вектор-столбец 3 на 1 | действительная матрица 3 на N
Скорость источника сигнала в виде действительного вектора-столбца 3 на 1 или действительной матрицы 3 на N. Величина N является количеством распространяемых сигналов и равна размерности, указанной в сигнале в порт X. Если Vel1 это вектор-столбец, то он принимает форму . Если Vel1 — матрица, каждый столбец задает различное происхождение сигнала и имеет форму . Vel1 и Vel2 не могут оба быть указаны как матрицы — по крайней мере, один должен быть вектор-столбцом 3 на 1. Единицами положения являются метры.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Vel2 — скорость назначения сигнала
действительный вектор-столбец 3 на 1 | действительная матрица 3 на N
Скорость назначения сигнала в виде действительного вектора-столбца 3 на 1 или действительной матрицы 3 на N. Величина N является количеством распространяемых сигналов и равна размерности, указанной в сигнале в порт X. Если Vel2 это вектор-столбец, то он принимает форму . Если Vel2 — матрица, каждый столбец задает различное происхождение сигнала и имеет форму . Vel1 и Vel2 не могут оба быть указаны как матрицы — по крайней мере, один должен быть вектор-столбцом 3 на 1. Единицами положения являются метры.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Выход
Port_1 — распространяемый узкополосный сигнал
комплексный вектор-столбец M на 1 |комплексная матрица M на N
Распространенный сигнал, возвращенный как комплексный вектор-столбец M на 1 или комплексная матрица M на N.
Если X вектор-столбец или матрица, Y также является вектор-столбцом или матрицей с теми же размерностями.
Выходные данные Y содержат образцы сигнала, поступающие в пункт назначения сигнала в течение текущего периода времени. Текущий временной интервал определяется как время, охватываемое текущим вводом. Всякий раз, когда для распространения сигнала от источника к месту назначения требуется больше времени, чем текущий временной интервал, выходные данные не содержат вклада от ввода текущего временного интервала.
Параметры
Propagation speed (m/s) — скорость распространения сигнала
3e8 (по умолчанию) | положительный скаляр
Скорость распространения сигнала в виде вещественного положительного скаляра. По умолчанию используется значение скорости света: 3e8.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Signal carrier frequency (Hz) — несущая частота сигнала
3e8 (по умолчанию) | положительный скаляр
Несущая частота сигнала в виде положительного действительного скаляра. Единицы измерения — герцы.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Perform two-way propagation — выключить двустороннее распространение
выключено (по умолчанию) | включено
Установите этот флажок, чтобы выполнить двустороннее распространение между источником и пунктом назначения. В ином случае блок выполняет одностороннее распространение от источника к месту назначения.
Inherit sample rate — наследовать частоту дискретизации
включено (по умолчанию) | выключено
Установите флажок, чтобы наследовать частоту дискретизации от вышестоящих блоков. В ином случае задайте частоту дискретизации с помощью параметра Sample rate (Hz).
Sample rate (Hz) — частота дискретизации
1e6 (по умолчанию) | положительный скаляр
Частота дискретизации сигнала в виде положительного скаляра. Единицы измерения — герцы.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Inherit sample rate.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
Maximum one-way propagation distance (m) — максимальное расстояние распространения в одну сторону
10e3 (по умолчанию)
Максимальное расстояние в метрах между отправной точкой и пунктом назначения в виде положительной скалярной величины. Амплитуды любых сигналов, которые распространяются за пределы этого расстояния, будут установлены на ноль.
Алгоритмы
Задержка распространения, доплеровский сдвиг и потери на пути в свободном пространстве
Когда источник и цель стационарны друг относительно друга, выход блока может быть записан как . Величина представляет задержку, а — потери при распространении. Задержка вычисляется из , где — расстояние распространения, а — скорость распространения. Потери на пути в свободном пространстве определяются выражением
,
где — длина волны сигнала.
Эта формула предполагает, что цель находится в дальней зоне передающего элемента или массива. В ближней зоне формула потерь на пути распространения в свободном пространстве недействительна и может привести к потерям меньше единицы, что эквивалентно усилению сигнала. По этой причине потери устанавливаются равными единице для значений диапазона .
Когда есть относительное движение между источником и целью, обработка также вносит частотный сдвиг. Этот сдвиг соответствует доплеровскому сдвигу между исходной и конечной точками. Сдвиг частоты составляет для одностороннего распространения и для двустороннего распространения. Параметр — это относительная скорость цели относительно источника.