Документация Engee

URA SUM and Difference

Суммарно-разностный моноимпульсный трекер для URA.

Тип: URASUMandDifference

ura sum and difference monopulse

Путь в библиотеке:

/Phased Array System Toolbox/Direction of Arrival/URA SUM and Difference

Описание

Блок URA Sum and Difference Monopulse оценивает направление прихода узкополосного сигнала на равномерную прямоугольную решетку (URA) на основе начального предположения с помощью суммарно-разностного метода диаграммы направленности антенны.

Блок получает разностный управляющий вектор путем изменения фазы второй половины суммарного управляющего вектора.

Порты

Вход

X — принятый сигнал
комплексная матрица

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

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

Поддержка комплексных чисел: Да

Steer — инициализирующий сигнал
неотрицательный вещественный вектор-столбец (1, 1)

Инициализирующий входной сигнал в виде неотрицательного вещественного вектор-столбца.

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

Выход

Ang — направления прибытия сигналов
неотрицательный вещественный вектор-столбец

Направления прибытия сигналов, возвращаемые как неотрицательный вещественный вектор-столбец. Угол направления прибытия — это угол между направлением на источник и осью антенной решетки. Единицы измерения угла — градусы. Длина вектора равна количеству сигналов, заданному параметром Number of signals. Если не удается определить пики в спектре, в результате возвращается NaN.

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

Параметры

Main

Signal propagation speed (m/s) — скорость распространения сигнала, м/c
299792458 m/s (по умолчанию) | положительный скаляр

Скорость распространения сигнала в виде вещественного положительного скаляра.

По умолчанию используется значение скорости света: 299792458 м/c.

Единицы измерения — м/с.

Для указания скорости света можно использовать функцию physconst.

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

Operating frequency (Hz) — рабочая частота системы, Гц
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

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.

Sensor Array

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

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

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

Element

Element type — типы элементов массива
Isotropic Antenna (по умолчанию) | Cardioid Antenna | Cosine Antenna | Custom Antenna | Gaussian Antenna | Sinc Antenna | Omni Microphone | Custom Microphone

Тип антенны или акустического элемента.

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 антенны или акустического элемента
[0 1e20] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на 2

Диапазон рабочих частот антенны или акустического 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 — установить отклик задней полусферы Isotropic Antenna element или Omni Microphone равным нулю
выключено (по умолчанию) | включено

Установите этот флажок, чтобы заглушить эхо элемента.

При обратном отводе эхо 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.

Null axis direction — направление оси нулевого излучения.
-x (по умолчанию) | +x | +y | -y | +z | -z

Направление оси нулевого излучения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Cardioid Antenna.

Exponent of cosine pattern — задание экспонент азимутальной и высотной косинусных диаграмм 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 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.

Operating frequency vector (Hz) — диапазон рабочих частот пользовательских антенны или акустического элемента
[0,1e20] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка

Диапазон рабочих частот антенны или акустического элемента 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 антенны и акустического элемента
[0,0] (по умолчанию)| вещественный вектор-строка

Частотная характеристика пользовательской антенны или пользовательского акустического элемента для частот, определяемых параметром 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 — система координат диаграммы направленности пользовательской антенны
az-el (по умолчанию) | phi-theta

Система координат диаграммы направленности пользовательской антенны указывается az-el или phi-theta. При указании 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

Углы азимута, по которым будет рассчитываться диаграмма направленности излучения антенны в виде вектора-строки 1 на P. P должно быть больше 2. Углы 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) — углы возвышения диаграммы направленности излучения антенны
[−90:90] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка

Углы возвышения, 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.

Magnitude pattern (dB) — величина диаграммы направленности излучения комбинированной антенны
zeros(181,361) (по умолчанию) | вещественная матрица Q на P | вещественный массив Q на P на L

Величина диаграммы направленности излучения комбинированной антенны, заданная в виде матрицы на или массива на на .

  • Если параметр Input Pattern Coordinate System установлено значение az-el, то Q равняется длине вектора, заданного параметром Elevation angles (deg), а P — длине вектора, заданного параметром Azimuth angles (deg).

  • Если для параметра Input Pattern Coordinate System установлено значение phi-theta, то равняется длине вектора, заданного параметром Theta Angles (deg), а — длине вектора, заданного 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 параметр представляет собой массив на на , то каждая страница 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

Фаза диаграммы направленности излучения комбинированной антенны, заданная в виде матрицы на или массива на на .

  • Если параметр Input Pattern Coordinate System установлено значение az-el, то равняется длине вектора, заданного параметром Elevation angles (deg), а — длине вектора, заданного параметром Azimuth angles (deg).

  • Если для параметра Input Pattern Coordinate System установлено значение phi-theta, то равняется длине вектора, заданного параметром Theta Angles (deg), а — длине вектора, заданного 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 параметр представляет собой массив на на , то каждая страница 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 — поворот элемента антенны в нормальное положение массива
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) — углы раствора диаграммы направленности
[10, 10] (по умолчанию) | вещественный скаляр | вещественный вектор-строка 1 на 2

Углы раствора диаграммы направленности в градусах.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Gaussian Antenna или Sinc Antenna.

Polar pattern frequencies (Hz) — частоты акустического элемента отклика полярной диаграммы направленности
1e3 (по умолчанию) | вещественный скаляр | вещественный вектор-строка 1 на L

Частоты отклика акустического элемента с полярной диаграммой направленности, заданные в виде вещественного скаляра или вещественного вектора-строки 1 на . Частоты отклика 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) — углы отклика полярной диаграммы направленности
[−180:180] (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на P

Задайте углы отклика полярной диаграммы направленности в виде вектора 1 на . Углы измеряются от центральной оси акустического элемента 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 характеристика пользовательского акустического элемента
zeros(1,361) (по умолчанию) | вещественный вектор-строка 1 на L

Задайте величину полярной диаграммы направленности пользовательского акустического 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 возвышения 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 акустического элемента в трехмерном пространстве.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Element type значение Custom Microphone.

URA

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

Укажите размер массива в виде целого положительного числа или вектора 1 на 2 целых положительных чисел.

  • Если значение параметра Array size - вектор 1 на 2, то вектор имеет вид [NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns].

  • Если значение параметра Array size - целое число, то массив имеет одинаковое количество строк и столбцов.

Элементы индексируются сверху вниз по столбцу и далее по следующим столбцам слева направо.

На данном рисунке при размере массива [3,2] массив имеет три строки и два столбца.

ura sum and difference monopulse 1

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 - м.

Element lattice — вид решетки элементов
Rectangular (по умолчанию) | Triangular

Укажите решетку элементов в виде Rectangular или Triangular.

  • Если для параметра Element lattice установлено значение Rectangular - все элементы выравниваются в направлении строк и столбцов.

  • Если для параметра Element lattice установлено значение Triangular - элементы четных рядов прямоугольной решетки смещаются в направлении положительной оси ряда. Элементы сдвигаются на расстояние, равное половине расстояния между элементами в ряду.

Array normal — направление нормали массива URA
x (по умолчанию) | y | z

Укажите нормаль массива в виде x, y или z. Все элементы массивов URA и UCA размещаются в плоскостях yz, zx или xy, соответственно, в системе координат массива.

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 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.