主要内容

巴特勒矩阵切换波束阵列

本例展示了一个由4个谐振偶极子组成的开关光束阵列。光束切换是通过使用4 × 4巴特勒矩阵来完成的。通过观察阵列远场中4个接收天线的输出,可以看出波束切换的效果,这些天线分别以波束峰值对应的近似方位角放置。利用s参数计算发射侧阵列元件间相互耦合的影响。

本例需要以下产品:s manbetx 845

  • 射频Blockset

系统描述

该系统由以下子系统组成

  • 信号源和端口开关

  • 使用方向耦合器和移相器实现的4 X 4巴特勒矩阵

  • 阵列耦合模型,捕捉偶极子线阵之间的相互耦合

  • 远场线阵与接收天线之间的信道传递函数模型

模型=“AtxSwitchedBeamArrayWithButlerMatrixModel”;open_system(模型);

巴特勒矩阵

巴特勒矩阵是一种模拟波束形成网络,可以由定向耦合器和移相器等纯被动设备构建。在一个巴特勒矩阵中输入和输出端口的数量是相等的。输出端口直接连接到每个天线元件。根据被激发的输入端口的不同,输出端口上的信号发生相移,从而使光束的方向发生改变。

open_system([模型“巴特勒/矩阵”),“力”);

阵列互耦模型,信道和接收天线输出

发射端包括一个4元共振偶极子线性阵列间隔半波长。阵列远场有4个接收天线,谐振偶极子。这4个偶极子分别位于15度,45度,315度和345度的方位平面上。所述位置对应于开关波束阵列输出的预期波束峰值。每个远场接收天线单元的响应计算为4单元发射阵列中每个天线单元的贡献的叠加。通道被假定为自由空间。为了捕获发射端相互作用和从发射到接收天线的传递函数,我们计算了发射-接收系统的总体散射参数。这是通过使用天线工具箱中的conformalArray来完成的。得到的8端口s参数矩阵加载到RF Blockset中的s参数块中。前4个端口对应发射侧天线元件,端口5-8属于远场的单个接收天线。

open_system([模型“/Tx-Rx阵列耦合模型”),“力”);

运行仿真

在仿真中,通过使用重复阶梯序列发生器来切换由信号驱动的输入端口。每个端口激励0.1 ms。根据被激发的端口,阵列主波束的方向切换。这可以在每个接收天线的输出信号电平中看到。在0.1 ms的时间块内,4个接收信号中的1个支配其余三个信号,表明波束形成的效果。

sim(模型)

bdclose(模型);清晰的模型

另请参阅