宽带波束形成
万博1manbetx支持宽带波束形成
波束形成通过传感器输入乘以一个复指数与适当的相移只适用于窄带信号。在宽带的情况下,或宽带,信号,转向向量不是单一频率的函数。宽带处理常用的麦克风和声学的应用程序。
相控阵系统工具箱™软件提供常规和自适应宽带beamformers。它们包括:
看到声使用麦克风阵列波束形成例如使用宽带波束形成来提取语音信号的噪声。
时滞麦克风齿龈阵列的波束形成
这个例子展示了如何执行常规时滞宽带波束形成全向麦克风阵列的元素。创建一个声压力波线性调频信号。线性调频信号的带宽为1 kHz和传播340 m / s的速度在地面水平。
c = 340;t = linspace (0, 1, 50 e3) ';sig =唧唧声(t, 0, 1000);
收集声唧唧喳喳ten-element齿龈。使用全向麦克风元素间距小于1/2波长在50千赫采样频率。唧唧喳喳的事件在一个角度的齿龈 方位和 海拔高度。添加随机噪声信号。
麦克风= phased.OmnidirectionalMicrophoneElement (…“FrequencyRange”20 e3, [20]);数组= phased.ULA (“元素”麦克风,“NumElements”10…“ElementSpacing”,0.01);收集器= phased.WidebandCollector (“传感器”数组,“SampleRate”5 e4,…“PropagationSpeed”c“ModulatedInput”、假);sigang = (60; 0);sigang rsig =收集器(团体);rsig = rsig + 0.1 * randn(大小(rsig));
应用一个宽带常规时滞beamformer提高接收信号的信噪比。
beamformer = phased.TimeDelayBeamformer (“SensorArray”数组,…“SampleRate”5 e4,“PropagationSpeed”c“方向”,sigang);y = beamformer (rsig);次要情节(2,1,1)情节(t(1:5000),真正的(rsig (1:5e3 5)))轴([0,t(5000), -0.5, 1])标题(的信号(实部)第五元素齿龈的次要情节(2,1,2)情节(t(1:5000),真正的(y (1:5e3)))轴([0,t(5000), -0.5, 1])标题(“信号与时滞波束形成(实部)”)包含(“秒”)
宽带Beamformer性能的可视化
这个例子展示了如何策划一个声学麦克风元素的反应和麦克风的数组元素来验证beamformer的性能。数组必须保持可接受的数组模式在整个带宽。
创建一个11-element均匀线性阵列(齿龈)麦克风使用余弦天线元素的麦克风。的phased.CosineAntennaElement系统对象™是一般足以作为一个麦克风元素,因为它创建或接收一个标量场。您需要更改声响的频率响应范围。除了确保PropagationSpeed参数数组中模式方法是将空气中的声速。
c = 340;频率= (1000 - 2750);fc = 2000;元素个数= 11;麦克风= phased.CosineAntennaElement (“FrequencyRange”、频率);数组= phased.ULA (“NumElements”元素个数,…“ElementSpacing”,0.5 * c / fc,“元素”、麦克风);
情节的响应模式麦克风元素超过一组的频率。
plotFreq = linspace (min(频率),max(频率),15);模式(麦克风、plotFreq 180:180, 0,“CoordinateSystem”,“矩形”,…“PlotStyle”,“瀑布”,“类型”,“powerdb”)
这情节显示元素的模式是恒定的整个带宽。
情节的响应模式11-element数组相同的频率。
模式(数组、plotFreq 180:180, 0,“CoordinateSystem”,“矩形”,…“PlotStyle”,“瀑布”,“类型”,“powerdb”,“PropagationSpeed”c)
这图显示元素模式mainlobe随频率。
应用部分波段相移beamformer数组。感兴趣的方向是30°方位和0°高程。有8次能带。
方向= (30;0);numbands = 8;beamformer = phased.SubbandPhaseShiftBeamformer (“SensorArray”数组,…“方向”、方向、…“OperatingFrequency”足球俱乐部,“PropagationSpeed”c…“SampleRate”1 e3,…“WeightsOutputPort”,真的,“SubbandsOutputPort”,真的,…“NumSubbands”,numbands);rx = 1 (numbands元素个数);[y, w, centerfreqs] = beamformer (rx);
情节的响应模式数组从beamformer使用重量和中心频率。
模式(数组,centerfreqs。”[180:180], 0,“重量”w,“CoordinateSystem”,“矩形”,…“PlotStyle”,“瀑布”,“类型”,“powerdb”,“PropagationSpeed”c)
上面的图显示了在每个频带的中心频率beamformed模式。
情节模式在二三个频率的响应。
centerfreqs = fftshift (centerfreqs);w = fftshift (w、2);idx = (1、5、8);模式(数组,centerfreqs (idx)。[180:180], 0,“重量”w (: idx),“CoordinateSystem”,“矩形”,…“PlotStyle”,“叠加”,“类型”,“powerdb”,“PropagationSpeed”传说,c) (“位置”,“南”)
这图显示主声束方向保持不变,而波束宽度与频率降低。
