传感器阵列分析仪
分析光束模式和线性的性能特征,平面,三维,任意的传感器阵列
描述
的传感器阵列分析仪应用程序使您能够构建和分析常见的传感器阵列配置。这些配置从一维到三维的阵列天线,声纳传感器,和麦克风,可以包含子串。指定数组和传感器参数后,应用程序显示等基本性能特征阵列指向性和数组维度。然后,您可以创建各种指向性图和图片。
更多的
数组类型
您可以使用这款应用来展示这些阵列的指向性:
二维数组
均匀线性阵列(ULA)”
均匀的矩形阵列(URA所言)
均匀圆阵列(UCA)
统一的六角形阵列(UHA)
圆形平面阵列
同心数组
三维数组
球面阵列
圆柱阵列
任意数组
子串
您可以使用此应用程序来创建和分析数组包含子串:
沿着空间网格复制数组。
一个更大的数组分割成子队列。
元素类型
这些元素可用来填充数组:
无极天线
心脏线天线
余弦天线
定制天线
高斯天线
各向同性天线
Sinc天线
极化天线
交叉偶极子天线
定制天线
NR天线
短偶极子天线
麦克风
心形话筒
定制的麦克风
全向麦克风
声纳传感器
各向同性水听器
各向同性投影仪
绘图选项
的传感器阵列分析仪应用程序可以创建这些类型的情节:
阵列几何
二维数组模式
三维数组模式
光栅叶
打开传感器阵列分析仪的应用
MATLAB®将来发布:应用程序选项卡,在信号处理和通信,点击应用程序图标。
MATLAB命令提示:输入
sensorArrayAnalyzer
。
例子
均匀线性阵列(ULA)”
这个例子分析10-element均匀线性阵列声纳应用程序(ULA)”。数组包含各向同性水听器。设计的阵列10 KHz信号。
一个均匀线性阵列传感器元素等距的沿着一条直线。
下分析仪选项卡,数组将来发布的部分,选择齿龈。在元素将来发布的部分,选择水听器。
选择的参数选项卡并设置的元素数量来10
。设置元素间距来0.5
波长。
设计的阵列10 KHz信号通过设置信号频率(赫兹)来10000年
。然后点击应用按钮。你可以改变很多菜单项和应用更改。出现在这个标签的参数取决于你选择数组和元素。
当你选择一个声纳元素时,程序自动设置信号传播速度在水中1500年
。你可以设置信号传播速度通过设置任何值传播速度(米/秒)。
选择阵列几何选项卡并使用复选框来显示元素法线(显示法线),元素指标(显示指数)和元素蜡烛(显示小蜡烛)。
在最右边的数组的特点面板中,您可以查看阵列指向性,半功率波束宽度(HPBW) first-null束(FNBW)和旁瓣级(SLL)。
显示一个方向性的情节,去情节部分的分析仪选项卡。选择方位模式从2 d模式菜单。方位方向性模式现在显示在中心面板的应用选择方位模式选项卡,并设置协调来矩形
。
你可以看到主瓣阵列指向性函数(也称为主要梁)在0°和另一个主瓣±180°。两个主要的叶出现的圆柱对称齿龈数组。
光束扫描器的作品先后指向数组的主瓣在不同的方向。在操舵选项卡,设置方位角度(度)来30.
和高度角(度)来0
。这引导主瓣在方位和0°海拔30°。
齿龈的一个缺点是它的大叶。阵列指向性的检查显示每个主瓣两侧叶接近,每个只有13分贝。一个强大的旁瓣抑制阵列检测弱信号的能力在附近的存在更大的信号。通过使用数组逐渐减少,可以降低旁瓣。
使用锥形锥作为一个选项来指定数组泰勒
窗口,旁瓣衰减设置为30.
dB和nbar设置为4
。单击应用按钮。
分区齿龈的方位响应
这个例子中情节的方位响应研制齿龈划分为两个这种双元素。
下分析仪选项卡,数组将来发布的部分,选择齿龈。创建一个使用默认参数齿龈(设置为4的元素数量和元素间距设置为0.5米)。
选择分区按钮分析仪。设计1 GHz的阵列信号通过设置信号频率(赫兹)来1 e9
。然后点击应用按钮。你可以改变很多菜单项和应用更改。出现在这个标签的参数取决于你选择数组和元素。
的子数组选择菜单项应该阅读[1 (1、2)0 (1、2);0 (1、2)1 (1、2)
。
选择2 d模式在分析仪选项卡并选择方位模式
可视化的二维极坐标中的方位模式。
Re-Partition URA所言
分区数组包含多个子数组,每个数组元素可以分配给一个或更多的子串。创建分区后数组,然后您可以重新指定元素不同的子串。例如,创建一个4×4均匀矩形数组包含16个元素(URA所言)。选择分区标签转换的分成一个4×4分区的数组,用不同的颜色表示。分区控制的子数组选择矩阵。
[1 (1,8)0 (1,8);0 (1,8)1 (8))
re-partition数组,您可以编辑子数组选择矩阵。选择定义子数组选项卡来重新排列元素属于子阵。
选择子数组定义选项卡打开子数组编辑器。
您可以:
选择铅笔图标旁边Subarray1编辑子数组1中的元素和权重。
选择铅笔图标旁边Subarray2编辑子数组2中的元素和权重。
选择顶部的绿色十字图标创建一个空的子数组。
选择子数组2显示元素指标属于子数组2。
删除元素9和它的重量。选择绿十字添加一个新的子阵列,子阵列3。然后添加元素9的新的子数组。
新子阵列及其添加元素出现在黄色的。
均匀的矩形阵列(URA所言)
这个例子展示了如何构建一个6-by-6均匀矩形数组(URA所言)用于检测和定位一个100 MHz的信号。
下分析仪选项卡,数组将来发布的部分,选择URA所言。在元素将来发布的部分,选择各向同性。
设计100 MHz的阵列信号通过设置信号的频率来100年e6
行和列元素间距来(0.5 - 0.5)
波长。
选择的参数选项卡并设置大小来(6,6)
。
从锥形下拉选择行和列
。集行锥和列锥形到一个泰勒
窗口使用默认锥度参数。单击应用按钮以应用更改。你可以改变很多菜单项和应用更改。出现在这个标签的参数取决于你选择数组和元素。
数组的形状是这个图所示。
接下来,通过选择显示一个三维数组模式三维模式在情节部分的分析仪选项卡。
一个重大的性能测量阵列方向性。您可以使用应用程序检查逐渐减少对阵列指向性的影响。没有逐渐减少,阵列方向性,这为17.16分贝。随着逐渐减少,阵列指向性dBi降低到16.03。
为一个矩形光栅叶数组
这个例子显示了一个4×4的栅瓣图均匀矩形数组(URA所言)用于检测和定位一个300 MHz的信号。
下分析仪选项卡,数组将来发布的部分,选择URA所言。在元素将来发布的部分,选择各向同性。设置大小来(4,4)
。在操舵选项卡,设置方位角度(度)来20.
和高度角(度)来0
。
设计300 MHz的阵列信号通过设置信号的频率来3 e8
行和列元素间距来[0.7,0.7]
波长。通过设置行和列元素间距来[0.7,0.7]
波长,您创建一个空间采样,数组。然后点击应用按钮。
选择栅瓣图从情节部分情节光栅叶。
这图显示了栅瓣图产生beamform数组时向角(20,0)。指定的主要叶小black-filled圆。指定的多个光栅叶空的黑色小圆。更大的黑色圆称为物理区域,为u2+ v2≤1。主瓣总是在于物理区域。光栅叶有时可以在物理区域之外。任何物理地区的栅瓣导致了模棱两可的方向入射波。绿色区域显示在主瓣可以指出没有任何光栅叶出现在物理区域。如果设置了主瓣指向绿色区域外,栅瓣可以进入物理区域。
下一个图显示当指向的方向是绿色以外的地区。在操舵选项卡,设置方位角度(度)来35
和高度角(度)来0
。在这种情况下,一个栅瓣进入物理区域。
URA所言包含极化元素
下分析仪选项卡,数组将来发布的部分,选择URA所言。在元素将来发布的部分,选择交叉偶极子。选择RHCP作为极化并设置旋转角度30°。
设计100 MHz的阵列信号通过设置信号的频率来
100年e6
行和列元素间距来(0.5 - 0.5)
波长。选择的参数选项卡并设置大小来
(6,6)
。从锥形下拉选择
行和列
。集行锥和列锥形到一个泰勒
窗口使用默认锥度参数。单击应用按钮以应用更改。
指定任意阵列几何
这个例子展示了如何构建一个三角形三个各向同性天线元素的数组。
您可以指定数组的任意位置的传感器。选择任意的在数组下拉。选择各向同性从元素菜单。输入的元素的位置元素的位置字段。三个元素的位置0.5 (0,0,0,0,0,0,0.5,0.866)
。所有元素有相同的正常方向,指向0°20°方位和仰角和设置正常元素正常(度)类型[0 0 0;20 20 20)
并单击应用按钮。选择阵列几何从情节部分。
显示三维阵列指向性,选择三维模式从情节选项卡。
您可以使用取向对话框来改变数组的取向。
的显示数组复选框切换,显示的数组。
的显示本地坐标复选框的显示切换,当地坐标系统。
的显示Colorbar复选框切换和colorbar显示磁场强度。
指定任意阵列几何使用变量
这个例子说明了具有任意几何形状由MATLAB指定的数组变量设置在命令行。在适当的输入变量sensorArrayAnalyzer
字段。
在MATLAB命令行,位置创建一个元素数组,pos
正常,一个元素数组,全国抵抗运动
,一个锥度值数组,tpr
。
pos =(0.5 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.5, 0.866)的全国抵抗运动= [0 0 0;20个20 20);tpr = (1 1 1);
在适当的输入这些变量sensorArrayAnalyzer
字段后,点击应用按钮。显示三维阵列指向性,点击三维模式从情节选项卡。
URA所言与定制天线元素
在使用相同的参数均匀的矩形阵列(URA所言)例子并单击应用按钮。在元素将来发布的部分,选择自定义在天线部分。
对于一个定制天线元素,指定大小和相位模式。因为模式通常需要大型矩阵,最好是使用命令行指定大小和相位模式。这里指定的大小模式沿着±方向性x相互重合,方位和仰角的函数。阶段的模式都是零。此外,您可以指定一个模式的φ和θ角通过设置模式坐标系统参数phi-theta
。
azpat = cosd ([0:360])。^ 2 + 1;elpat = cosd ([90:90]”) + 1;杂志= elpat * azpat;magdb = 10 * log10 (mag);
显示三维阵列指向性,选择三维模式从情节选项卡。
相关的例子
版本历史
介绍了R2014b
MATLAB命令
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