Narrowband Receive Array

Страница в процессе разработки.

Приемная узкополосная антенная решетка.

narrowband receive array

Описание

Блок Narrowband Receive Array реализует узкополосную антенную приемную решетку, суммирующую значения каждого сигнала на каждом отдельном элементе. Антенная решетка работает с узкополосными плоскими волнами, падающими на отдельные элементы антенной решетки. Задержка на каждом элементе аппроксимируется соответствующим фазовым сдвигом во временной области.

Порты

Вход

X — входящий сигнал
комплексная матрица M на L | вещественная матрица M на L

Входной сигнал, заданный в виде комплексной матрицы M на L, где M — количество отсчетов сигнала, а L — количество падающих сигналов. Каждый столбец X представляет собой сигнал дальней зоны.

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

Поддержка комплексных чисел: Да

Ang — направление излучения сигналов
вещественная матрица 2 на L | вещественный вектор-столбец 2 на 1

Направления излучения сигналов, заданные в виде вещественной матрицы 2 на L. Каждый столбец задает направление излучения в виде [azimuth; elevation]. Угол азимута должен лежать в диапазоне от −180° до 180° включительно. Угол возвышения должен лежать в диапазоне от −90° до 90° включительно. Единицы измерения — градусы.

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

W — весовые коэффициенты антенных элементов и отдельных подрешеток
комплексный вектор-столбец P на 1

Веса элементов или подрешеток, заданные в виде комплексного вектора-столбца P на 1, где P — количество элементов антенной решетки (или подрешеток, если антенная решетка поддерживает подрешетки).

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Enable weights input.

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

WS — порт ввода весов отдельных антенных элементов подрешеток
комплексная матрица N_SE на L

Веса элементов порешетки, заданные в виде комплексной матрицы N_SE на L, где N_SE — количество подрешеток. L — количество падающих сигналов. К отдельным элементам подрешетки применяется один и тот же вес.

Table 1. Веса элементов подрешетки
Свойство антенной решетки	Веса подрешетки
Реплицированная решетка	Все подрешетки имеют одинаковые размеры. Тогда веса подрешеток образуют матрицу N_SE на N. N_SE — количество антенных элементов в каждой подрешетке, N — количество подрешеток. Каждый столбец WS задает веса для соответствующей подрешетки.
Разбитая антенная решетка	Подрешетки могут иметь не одинаковые размеры. В этом случае веса подрешеток можно задать в виде матрицы N_SE на N, где N_SE — количество антенных элементов в самой большой подрешетке. Первые Q записей в каждом столбце — это веса антенных элементов для подрешетки, где Q — количество антенных элементов в подрешетке.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, укажите для параметра Specify sensor array as значение Replicated subarray или Partitioned array, и значение Custom для параметра Subarray steering method.

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

Steer — угол поворота луча отдельных подрешеток
вещественный вектор-столбец 2 на 1

Угол поворота подрешетки, заданный в виде вещественного вектора-столбца длины 2. Вектор имеет вид [azimuth;elevation]. Угол азимута должен находиться в диапазоне от −180° до 180° включительно. Угол возвышения должен находиться в диапазоне от −90° до 90° включительно. Единицы измерения — градусы.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, укажите для параметра Specify sensor array as значение Replicated subarray или Partitioned array и для параметра Subarray steering method значение Phase или Time.

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

Выход

Y — аккумулированные значения падающих сигналов по каждому отдельному элементу антенной решетки
комплексная матрица M на P

Просуммированные сигналы, возвращаемые в виде комплексной матрицы M на P. M — длина входного сигнала. P — количество антенных элементов антенной подрешетки (или подрешеток, если поддерживаются подрешетки). Каждый столбец соответствует сигналу, собранному соответствующим элементом антенной решетки (или соответствующими подрешетками, если поддерживаются подрешетки).

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

Поддержка комплексных чисел: Да

Параметры

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 — Гц.

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

Sensor gain measure — коэффициент усиления датчика
dB (по умолчанию)

Коэффициент усиления датчика в dB.

При установке значения dB мощность входного сигнала масштабируется по мощности датчика (в дБ) в соответствующем направлении и затем суммируется.

По умолчанию используется значение dB.

Enable weights input — включить ввод весов
выключено (по умолчанию) | включено

Установите этот флажок, чтобы задать веса антенной решетки с помощью входного порта W. Входной порт используется только при установленном флажке.

Sensor Array

Specify sensor array as — метод задания антенной решетки
Array (no subarrays) (по умолчанию) | Single element | Replicated subarray | Partitioned array

Указать элемент датчика или антенной решетки датчиков. Антенная решетка датчиков может также содержать подрешетки или быть разбитым на части.

Доступные значения:

Single element
Array (no subarrays)
Partitioned array
Replicated subarray

Element type — типы антенных элементов
Isotropic Antenna (по умолчанию) | Cosine Antenna |Omni Microphone

Тип антенны или звукового элемента.

Доступные значения:

Isotropic Antenna
Cosine Antenna
Omni Microphone

Element Parameters

Operating frequency range (Hz) — диапазон рабочих частот антенного или звукового элемента
[0,1e20] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на 2

Диапазон рабочих частот антенного или звукового элемента в виде вектора-строки 1 на 2 в форме [LowerBound,UpperBound]. За пределами этого диапазона частот элемент не имеет отклика. 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 — исключение в заднюю полусферу
выключено (по умолчанию) | включено

Установите этот флажок, чтобы убрать излучение в заднюю элемента.

При моделировании наличия рефлектора на всех углах азимута, превышающих ±90° от широкой стороны, устанавливаются в ноль. Широкая сторона определяется как угол азимута 0° и угол возвышения 0°.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Isotropic Antenna или Omni Microphone.

Exponent of cosine pattern — экспоненциальный множитель формы косинусной диаграммы направленности
[1.5 1.5] (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вещественная матрица неотрицательных значений 1 на 2

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 экспонента в направлении азимута, а второй — в направлении угла возвышения. 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.

Array Parameters

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

Геометрия антенной решетки, заданная как:

ULA — равномерная линейная антенная решетка.
URA — равномерная прямоугольная антенная решетка.
UCA — равномерная круговая антенная решетка.
Conformal Array — произвольное расположение антенных элементов.

Number of elements — количество элементов антенной решетки
2 для решеток ULA и 5 для антенных решеток UCA (по умолчанию) | целое число, большее или равное 2

Количество элементов антенной решетки для решеток ULA или UCA, заданное в виде целого числа, большего или равного 2.

При установке для параметра Specify sensor array as значения Replicated subarray этот параметр применяется к каждой подрешетке.

Зависимости

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

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

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

Если размер антенной решетки — вектор 1 на 2, то вектор имеет вид [NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns].
Если размер антенной решетки — целое число, то решетка имеет одинаковое количество строк и столбцов.

Для URA элементы антенной решетки 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 spacing (m) — расстояние между элементами антенной решетки

0.5 для антенных решеток ULA и [0.5,0.5] для антенных решеток URA  (по умолчанию)

| положительный скаляр для антенных решеток ULA или URA |

двухэлементный вектор положительных значений для антенных решеток URA

Расстояние между соседними элементами антенной решетки:

ULA — указать расстояние между двумя соседними элементами антенной решетки 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 антенной решетки ULA равномерно распределены вдоль этой оси в локальной системе координат антенной решетки.

Зависимости

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

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 антенной решетки
x для решеток URA или z для антенных решеток UСA (по умолчанию) | y

Направление нормали антенной решетки, заданное в виде x, y или z.

Элементы плоских антенныз решеток лежат в плоскости, ортогональной выбранному направлению нормали антенной решетки. Направления угловых координат антенных элементов направлены вдоль направления нормали антенной решетки.

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

Зависимости

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

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

Радиус антенной решетки UCA, положительный скаляр.

Зависимости

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

Element positions (m) — позиции антенных элементов конформной антенной решетки
[0;0;0] (по умолчанию) | вещественная матрица 3 на N

Позиции антенных элементов конформной антенной решетки, заданные в виде матрицы вещественных значений 3 на N, где N — количество антенных элементов в конформной антенной решетке. Каждый столбец этой матрицы представляет собой позицию [x;y;z] элемента антенной решетки в локальной системе координат антенной решетки. 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 антенных элементов конформной антенной решетки
[0;0] | `вектор-столбец 2 на 1 | матрица 2 на N

Направление векторов нормалей антенных элементов конформной антенной решетки, заданное в виде вектора-столбца 2 на 1 или матрицы 2 на N. N означает количество элементов в антенной решетке. 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 конформной антенной решетке. Если значение параметра представляет собой вектор-столбец 2 на 1, то для всех элементов антенной решетки используется одно и то же направление наведения.

При установке для параметра Specify sensor array as значения Replicated subarray этот параметр применяется к каждому подрешетке.

Параметры Element positions (m) и Element normals (deg) можно использовать для представления любого расположения, при котором пары антенных 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 антенной решетки
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 антенной решетке.

Сужающие коэффициенты, называемые также весами антенных элементов, умножают отклики элементов антенной решетки. 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 антенной решетки.

Subarray parameters

Subarray definition matrix — определение принадлежности элементов к подрешеткам
логическая матрица

Задайте выбор подрешетки в виде матрицы M на N. M — количество подрешеток, N — общее количество элементов в антенной решетке. Каждая строка матрицы представляет собой подрешетку, а каждая запись в строке указывает на принадлежность элемента к этой подрешетке. Если запись равна нулю, то элемент не принадлежит подрешетке. Ненулевая запись представляет собой комплексный вес, приложенный к соответствующему элементу. Каждая строка должна содержать хотя бы одну ненулевую запись.

Фазовый центр каждой подрешетки находится в геометрическом центре подрешетки. Геометрический центр подрешетки зависит от матрицы определения подрешетки и параметров Geometry.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify sensor array as значение Partitioned Array.

Subarray steering method — метод управления лучом ДН отдельной подрешетки
None (по умолчанию) | Phase | Time | Custom

Метод управления подрешеткой, задаваемый как:

None
Phase
Time
Custom

Выбор Phase или Time позволяет использовать для блока входной порт Steer.

Выбор Custom позволяет использовать для блока входной порт WS.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify sensor array as значение Partitioned Array или Replicated subarray.

Phase shifter frequency (Hz) — частота фазового сдвига подрешетки
3.0e8 (по умолчанию) | положительный скаляр

Рабочая частота фазового сдвига подрешетки, заданная в виде положительного вещественного скаляра. Единицы измерения — Гц.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Sensor array значение Partitioned array или Replicated subarray и установите для параметра Subarray steering method значение Phase.

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

Биты квантования фазового сдвига подрешетки, заданные в виде целого неотрицательного числа. Значение, равное нулю, означает, что квантование не выполняется.

Зависимости

Subarrays layout — расположение подрешеток
Rectangular (по умолчанию)

Укажите расположение реплицированных подрешеток.

При установке значения Rectangular для размещения подрешеток используются параметры Grid size и Grid spacing.

При установке значения Custom для размещения подрешеток используются параметры Subarray positions (m) и Subarray normals.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Sensor array значение Replicated subarray.

Grid size — размеры прямоугольной сетки подрешетки
[1,2] (по умолчанию)

Размер сетки прямоугольной подрешетки, задаваемый в виде одного целого положительного числа или вектора-строки целых положительных чисел 1 на 2.

Если Grid size является целым скаляром, то антенная решетка имеет равное количество подрешеток в каждой строке и каждом столбце.
Если Grid size — вектор-строка 1 на 2 вида [NumberOfRows, NumberOfColumns], то первая переменная — количество подрешеток в каждом столбце. Вторая переменная — количество подрешеток в каждой строке. Строка располагается вдоль локальной оси y, а столбец — вдоль локальной оси z.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Sensor array значение Replicated subarray и для параметра Subarrays layout значение Rectangular.

Grid spacing (m) — расстояние между подрешетками на прямоугольной сетке
Auto (по умолчанию) | положительный скаляр | положительный вещественный вектор 1 на 2

Расстояние между подрешетками в прямоугольной сетке, заданное в виде положительного вещественного скаляра или вектора 1 на 2 либо Auto. Единицы измерения — метры.

Если Grid spacing — скаляр, то расстояние между строками и столбцами одинаково.

Если Grid spacing — вектор-строка 1 на 2, то вектор имеет вид [SpacingBetweenRows,SpacingBetweenColumn], то первая переменная задает расстояние между строками вдоль столбца. Вторая переменная — расстояние между столбцами в строке.

Если для параметра Grid spacing установлено значение Auto, то при построении полной антенной решетки репликация сохраняет расстояние между элементами подрешеток как для строк, так и для столбцов. Эта опция доступна только в том случае, если для параметра Geometry выбрано значение ULA или URA.

Зависимости

Subarray positions (m) — позиции подершеток
[0,0;0.5,0.5;0,0] (по умолчанию) | вещественная матрица 3 на N

Позиции подрешеток в пользовательской сетке, заданные в виде вещественной матрицы 3 на N, где N — количество подрешеток в антенной решетке. Каждый столбец матрицы представляет собой положение одной подрешетки в локальной системе координат антенной решетки. Координаты выражаются в виде [x; y; z]. Единицы измерения — метры.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Sensor array значение Replicated subarray и для параметра Subarrays layout значение Custom.

Subarray normals — направление нормалей подрешеток
[0,0;0,0] (по умолчанию) | вещественная матрица 2 на N

Направление нормалей подрешеток антенной решетки. Значение этого параметра представляет собой матрицу размером 2 на N, где N — количество подрешеток в антенной решетке. Каждый столбец матрицы задает направление нормали соответствующей подрешетки в виде [azimuth;elevation]. Единицы измерения углов — градусы. Углы задаются относительно локальной системы координат.

Параметры Subarray positions и Subarray normals можно использовать для представления любого расположения, в котором пары подрешеток различаются определенными преобразованиями. Эти преобразования могут включать в себя перевод, поворот по азимуту и поворот по высоте. Однако нельзя использовать преобразования, требующие поворота относительно нормали.

Зависимости