常规和自适应波束形成器
本例演示了如何将Simulink®中的传统波束形成和自适应波束形成应用于天线阵列接收的窄带信号。万博1manbetx信号模型包括噪声和干扰。此示例基于常规和自适应波束形成器例。
可用的示例实现
这个例子包括两个Simulink®模型：万博1manbetx
带噪声的常规波束形成:slexBeamformerExample.slx
传统的自适应波束形成器与干扰：slexBeamformerInterferenceExample.slx
带噪声的常规波束形成
第一模型模拟的矩形脉冲具有延迟10元件上偏移均匀线性天线阵列（ULA）的接收。脉冲的源位于以45度的方位角和0度的仰角。噪声以0.5瓦的功率在阵列中的每个元素被添加到该信号。然后，相移波束形成器被应用。的示例中的相移波束形成器的输出与在所述天线元件中的一个接收到的信号进行比较。
该模型由一个信号仿真阶段和信号处理阶段。对应于所述模型的每一个阶段中的块是：
信号仿真
矩形- 创建矩形脉冲。抵消波形-延迟块延迟由150个样品每个脉冲。信号的方向-不变块指定的脉冲到的入射方向窄带Rx数组块。窄带Rx数组-模拟在ULA接收到的信号。该块的第一个输入是一个列向量，其中包含接收到的脉冲。假设脉冲为窄带，载波频率等于块的对话面板中指定的工作频率。第二个输入(Ang)指定脉冲的入射方向。天线阵列的配置是由一个辅助脚本作为变量在MATLAB®工作空间中创建的。方法引用此变量传感器阵列块的对话框面板的选项卡。使用可变可以更容易地跨越多个块共享天线阵列的配置。输出对应于所述信号的每列在所述天线阵列的每个元件所接收。接收机前置放大器- 添加热噪声与所接收信号。
信号处理
角度beamform-不变块指定相移Beamformer波束成形方向。相移Beamformer-对通过输入端口的矩阵进行窄带延迟和和波束形成X沿着输入端口指定的方向昂。二维选择器- 选择在所述天线元件中的一个接收的信号。
探索的例子
辅助函数计算了几个模型参数helperslexBeamformerParam。要打开模型中的函数，单击修改仿真参数块。此功能时加载的模型执行一次。它出口到工作区中，其字段由模型的对话框面板被引用的结构。要修改任何参数，无论是改变从命令提示符或编辑的辅助函数的结构中的值，并重新运行它来更新参数结构。
结果和显示器
下面的显示器显示了与参考脉冲比较的单个元素(非波束形成)的输出，以及与参考脉冲比较的波束形成器的输出。当接收到的信号没有波束形成时，由于噪声的影响，脉冲无法被检测到。从波束形成器的输出结果可以看出，波束形成信号比噪声信号大得多。输出信噪比大约是单天线接收信号的10倍，因为一个10元阵列产生的阵列增益为10。
具有干扰的常规和自适应波束形成器
第二种模型说明了在方位角为30度和50度的两个干扰信号存在时的波束形成。干扰幅值远大于脉冲幅值。噪声级别设置为-50 dBW，只突出干扰的效果。将相移、MVDR和LCMV波束形成器应用于接收到的信号，并比较它们的结果。
几个新块添加到以前的型号使用的块：
随机源-两个块生成高斯向量来模拟干扰信号(标记Interference1和Interference2)连接-连接的输出随机源和矩形块成3列矩阵。信号的方向-不变块指定的脉冲信号和干扰信号的的入射方向窄带Rx数组块。MVDR Beamformer-执行MVDR波束形成沿指定方向。LCMV波束形成器-执行LCMV波束形成与指定的约束矩阵和所需的响应。
探索的例子
本例中使用的辅助函数是helperslexBeamformerParam。要打开模型中的函数，单击修改仿真参数块。脉冲、干扰信号和波束形成方向也可以在运行时通过改变角度来改变信号的方向和角度beamform块而不停止模拟。
结果和显示器
下图显示了相移波束形成器的输出。由于干扰信号比脉冲信号强得多，因此不能对脉冲信号进行检测。
下图显示了MVDR波束形成器的输出。的波束形成器MVDR蜜饯信号沿所需方向到达，而试图来自其它方向抑制信号。在此示例中，干扰信号被抑制，并且在45度方位角的脉冲被保留。
该MVDR波束形成器，但是，非常的波束形成方向敏感。如果沿着从所希望的方向略有不同，MVDR波束形成器禁止显示它的方向上接收到的目标信号。这是因为波束形成器MVDR对待所有信号，除了所述一个沿所期望的方向，如不希望的干扰。这种效果有时称为“信号自调零”。下面的显示表明，如果我们在改变目标信号的方向会发生什么信号的方向方框43，而不是45通知如何相比于参考脉冲所接收的脉冲被抑制。
您可以使用LCMV波束形成器来防止信号自零，方法是拓宽信号方向周围的区域，在这些区域中您希望保留信号。在本例中，设置了三个独立但间隔很近的约束，以保持方位方向上对应于43、45和47度的响应。这些方向上的期望响应都设置为1。如下图所示，保留了脉冲。
