phased.SubbandMVDRBeamformer

宽带最小方差distortionless-response beamformer

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描述

的phased.SubbandMVDRBeamformer系统对象™实现宽带最小方差无失真响应beamformer (MVDR)基于子带处理技术。这种类型的beamformer也被称为阉鸡beamformer。

beamform信号到达数组:

创建phased.SubbandMVDRBeamformer对象并设置其属性。
调用对象的参数,就好像它是一个函数。

了解更多关于系统对象是如何工作的,看到的系统对象是什么?(MATLAB)。

创建

语法

beamformer = phased.SubbandMVDRBeamformer

beamformer = phased.SubbandMVDRBeamformer(名称、值)

描述

beamformer= phased.SubbandMVDRBeamformer创建一个部分波段MVDR beamformer系统对象,beamformer。对象执行部分波段MVDR波束形成在接收到的信号。

beamformer= phased.SubbandMVDRBeamformer (的名字,价值)创建一个部分波段MVDR beamformer系统对象,beamformer每个指定的属性的名字设置为指定的价值。您可以指定额外的名称-值对参数在任何顺序Name1,Value1、……以,家。

例子:

beamformer = phased.SubbandMVDRBeamformer (“SensorArray”,分阶段。(“大小”,5 [5]),“OperatingFrequency”, 500 e6)

设置传感器阵列5-by-5均匀矩形数组(URA所言)与所有其他默认URA所言属性值。beamformer操作500 MHz的频率。

属性

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属性,除非另有注明nontunable后,这意味着你不能改变它们的值调用对象。对象锁当你叫他们,释放函数打开它们。

如果一个属性可调在任何时候,你可以改变它的值。

改变属性值的更多信息,请参阅系统设计在MATLAB使用系统对象(MATLAB)。

`SensorArray`- - - - - -传感器阵列
`phased.ULA`与默认属性值数组(默认)|相控阵系统工具箱™数组

传感器阵列,指定为一个数组对象属于相控阵系统工具箱。传感器阵列可以包含子串。

例子:phased.URA

`PropagationSpeed`- - - - - -信号传播速度
`physconst(“光速”)`(默认)|实正的标量

信号传播速度,指定为一个实正的标量。单位是米每秒。默认的传播速度是返回的值physconst(“光速”)。

例子:3 e8

数据类型:单|双

`OperatingFrequency`- - - - - -工作频率
`300年e6`(默认)|积极的标量

操作频率,指定为一个积极的标量。单位是赫兹。

例子:1 e9

数据类型:单|双

`SampleRate`- - - - - -采样率信号
`1 e6`(默认)|积极的标量

信号的采样率,指定为一个积极的标量。单位是赫兹。系统对象使用这个量来计算样本的单位传播延迟。

例子:1 e6

数据类型:单|双

`NumSubbands`- - - - - -数字处理部分波段
`64年`(默认)|正整数

处理部分波段,指定为一个正整数。

例子:128年

数据类型:双

`DirectionSource`- - - - - -波束形成的来源方向
`“属性”`(默认)|`输入端口的`

波束形成的来源方向,指定为“属性”或输入端口的。指定是否来自方向波束形成方向属性的对象或从输入参数,盎。这个属性的值是:

`“属性”`	指定使用波束形成方向`方向`财产。
`输入端口的`	使用输入参数,指定方向波束形成`盎`。

数据类型:字符

`方向`- - - - - -波束形成的方向
`(0,0)`(默认)|实值2×1的向量|实值2 -l矩阵

波束形成的方向,指定为一个实值2×1的向量或实值2 -l矩阵。为一个矩阵,每一列指定不同的波束形成的方向。每一列的形式[AzimuthAngle; ElevationAngle]。方位角度必须介于-180°和180°和高度角必须隔-90°和90°。所有角度对局部坐标系中定义的数组。单位是在度。

例子:(40;30)

依赖关系

要启用这个特性,设置DirectionSource财产“属性”。

数据类型:单|双

`DiagonalLoadingFactor`- - - - - -对角加载系数
`0`(默认)|负的标量

对角加载因子,指定为负的标量。对角加载技术用于实现稳健波束形成的性能,尤其是当样本容量很小。小样本大小可能会导致不准确的估计的协方差矩阵。对角加载还提供了健壮性由于转向向量错误。对角加载技术增加了一个积极的标量多个单位矩阵的样本协方差矩阵。

可调:是的

数据类型:单|双

`TrainingInputPort`- - - - - -使训练数据输入
`假`(默认)|`真正的`

使训练数据输入、指定为假或真正的。当你设定这个属性真正的使用训练数据输入参数,XT运行时对象。将此属性设置为假使用输入数据,X训练数据。

数据类型:逻辑

`WeightsOutputPort`- - - - - -使波束形成加权输出
`假`(默认)|`真正的`

启用的输出波束形成的权值,指定为假或真正的。获得波束形成的权值,设置该属性真正的并使用相应的输出参数,W。如果你不想获得权重,设置该属性假。

数据类型:逻辑

`SubbandsOutputPort`- - - - - -选项来启用子带中心频率的输出
`假`(默认)|`真正的`

选项来启用输出部分波段的中心频率,指定为真正的或假。获取子带中心频率,设置该属性真正的并使用相应的输出参数频率当调用对象。

数据类型:逻辑

使用

语法

Y = beamformer (X)

Y = beamformer (X, XT)

Y = beamformer (X, ANG)

[Y, W] = beamformer (___)

(Y,频率)= beamformer (___)

[Y, W,频率]= beamformer (X, XT, ANG)

描述

Y= beamformer (X)在输入执行宽带MVDR波束形成,X,并返回beamformed输出Y。这个语法使用X对训练样本计算波束形成的权值。使用方向属性指定方向波束形成。

Y= beamformer (X,XT)使用XT对训练样本计算波束形成的权值。

Y= beamformer (X,盎)使用盎波束形成的方向。这个语法适用于当你设置DirectionSource财产输入端口的。

(Y,W)= beamformer (___)返回波束形成的权值,W。这个语法适用于当你设置WeightsOutputPort财产真正的。

(Y,频率)= beamformer (___)返回部分波段的中心频率,频率。这个语法适用于当你设置SubbandsOutputPort财产真正的。

例子

您可以组合可选的输入参数时将启用属性。可选的输入参数必须在相同的顺序列出启用属性。例如,(Y,W,频率)= beamformer (X,XT,盎)当你指定是有效的TrainingInputPort作为真正的并设置DirectionSource来输入端口的。

输入参数

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`X`- - - - - -宽带输入信号
米——- - - - - -N复数矩阵

宽带输入信号,指定为一个米——- - - - - -N矩阵,N是数组元素的数量。米在数据样本的数量。如果传感器阵列由子数组N然后子串的数量。

输入矩阵的第一个维度的大小可以改变模拟信号长度的变化。大小会发生变化,例如,在一个脉冲重复频率脉冲波形与变量。

如果你设置TrainingInputPort来假,那么对象使用X作为训练数据。在这种情况下,维度米必须大于N×NB。在哪里注中指定的部分波段的数量吗NumSubbands。

如果你设置TrainingInputPort来真正的,可以使用XT参数提供训练数据。在这种情况下,维度米可以是任何正整数。

例子:[1,1;j 1; 0.5, 0]

数据类型:单|双
复数的支持:金宝app是的

`XT`- - - - - -宽带训练样本
P——- - - - - -N复数矩阵

宽带训练样本,指定为一个P——- - - - - -N矩阵N元素的个数。如果传感器阵列由子数组N代表子串的数量。

输入矩阵的第一个维度的大小可以改变模拟信号长度的变化。大小会发生变化,例如,在一个脉冲重复频率脉冲波形与变量。

这个论点适用于当您设置TrainingInputPort来真正的。维度P在训练数据样本的数量。P必须大于N×NB,在那里注中指定的部分波段的数量吗NumSubbands财产。

例子:1英尺= [1,1;j; 0.5, 0]

数据类型:单|双
复数的支持:金宝app是的

`盎`- - - - - -波束形成方向
2——- - - - - -l实值矩阵

波束形成方向,指定为一个2——- - - - - -l实值矩阵,l是波束形成的数量的方向。这种说法只适用于当你设置DirectionSource财产输入端口的。每一列的形式[AzimuthAngle; ElevationAngle]。单位在度。方位角必须隔-180°和180°。仰角必须隔-90°和90°。角度对局部坐标系中定义的数组。

例子:(40 30;0 10)

数据类型:单|双

输出参数

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`Y`——Beamformed输出
米——- - - - - -l复数矩阵

Beamformed输出,作为一个返回米——- - - - - -l复数矩阵。的数量米信号样本的数量和吗l波束形成的方向中指定的数量吗盎论点。

`W`- - - - - -波束形成的权值
N——- - - - - -K——- - - - - -l复数矩阵

波束形成权,作为一个返回N——- - - - - -K——- - - - - -l复数矩阵。的数量N传感器元素或子串的数量和吗K指定的部分波段的数量吗NumSubbands财产。的数量l是波束形成的数量的方向。每一列的W包含了窄带波束形成权值在相应的部分波段用于相应的方向。

依赖关系

返回此输出,设置WeightsOutputPort财产真正的。

数据类型:单|双

`频率`——中心频率的部分波段
K1实值列向量

中心频率的部分波段,作为一个返回K1实值列向量。的数量K指定的部分波段的数量吗NumSubbands财产。

依赖关系

返回此输出,设置SubbandsOutputPort财产真正的。

数据类型:单|双

对象的功能

使用一个目标函数,指定系统对象作为第一个输入参数。例如,释放系统资源的系统对象命名obj使用这个语法:

发行版(obj)

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常见的系统对象

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源,并允许系统对象属性值和输入特征的变化
`重置`	重置系统对象的内部状态

例子

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齿龈的部分波段MVDR波束形成

打开生活的脚本

应用部分波段MVDR波束形成的水声11-element齿龈。信号的入射角 $1 0^{\circ}$ 方位和 $3 0^{\circ}$ 海拔高度。信号是一个调频线性调频带宽1 kHz。声音是1500米/秒的速度。

模拟信号

数组= phased.ULA (“NumElements”11“ElementSpacing”,0.3);fs = 2 e3;carrierFreq = 2000;t = (0:1 / fs: 2) ';sig =唧唧声(t, 0, 2, fs / 2);c = 1500;收集器= phased.WidebandCollector (“传感器”数组,“PropagationSpeed”c…“SampleRate”fs,“ModulatedInput”,真的,…“CarrierFrequency”,carrierFreq);incidentAngle = (10; 0);incidentAngle sig1 =收集器(团体);噪音= 0.3 * (randn(大小(sig1)) + 1 j * randn(大小(sig1)));rx = sig1 +噪声;

应用MVDR波束形成

beamformer = phased.SubbandMVDRBeamformer (“SensorArray”数组,…“方向”incidentAngle,“OperatingFrequency”carrierFreq,…“PropagationSpeed”c“SampleRate”fs,“TrainingInputPort”,真的,…“SubbandsOutputPort”,真的,“WeightsOutputPort”,真正的);[y, w, subbandfreq] = beamformer (rx、噪音);

情节的信号输入到中间传感器(6)频道vs beamformer输出。

情节(t(施用),真正的(rx(施用,6)),“:”t(施用),真正的(y(施用)))包含(“时间”)ylabel (“振幅”)传说(“原始”,“Beamformed”);

情节阵列响应

情节的响应模式五个乐队

模式(数组,subbandfreq (1:5)。180:180, 0,…“PropagationSpeed”c“重量”w (: 1:5));

的数组部分波段MVDR波束形成干扰

打开生活的脚本

应用部分波段MVDR波束形成的水声11-element齿龈。Beamform到达信号优化增益的线性调频线性调频信号到达从0度方位和0度仰角。信号的带宽为2.0 kHz。此外,单位振幅2.250 kHz干扰正弦波从28度方位和0度仰角。展示了MVDR beamformer null干扰信号。显示数组模式数2.250 kHz的频率在附近。声音的速度是1500米/秒。

模拟信号和噪音

数组= phased.ULA (“NumElements”11“ElementSpacing”,0.3);fs = 2000;carrierFreq = 2000;t = (0:1 / fs: 2) ';sig =唧唧声(t, 0, 2, fs / 2);c = 1500;收集器= phased.WidebandCollector (“传感器”数组,“PropagationSpeed”c…“SampleRate”fs,“ModulatedInput”,真的,…“CarrierFrequency”,carrierFreq);incidentAngle = (0, 0);incidentAngle sig1 =收集器(团体);噪音= 0.3 * (randn(大小(sig1)) + 1 j * randn(大小(sig1)));

模拟干扰信号

结合期望信号和干扰信号。

弗林特= 250;sigint =罪(2 *π*弗林特* t);interfangle = [28; 0];interfangle sigint1 =收集器(sigint);rx = sig1 + sigint1 +噪声;

应用MVDR波束形成

使用合并后的噪声和干扰信号作为训练数据。

beamformer = phased.SubbandMVDRBeamformer (“SensorArray”数组,…“方向”incidentAngle,“OperatingFrequency”carrierFreq,…“PropagationSpeed”c“SampleRate”fs,“TrainingInputPort”,真的,…“NumSubbands”,64,…“SubbandsOutputPort”,真的,“WeightsOutputPort”,真正的);[y, w, subbandfreq] = beamformer (rx sigint1 +噪声);tidx =(施用);情节(t (tidx),真正的(rx (tidx 6)),“:”t (tidx),真正的(y (tidx)))包含(“时间”)ylabel (“振幅”)传说(“原始”,“Beamformed”)

情节阵列响应显示Beampattern Null

情节的响应模式五个乐队附近2.250 kHz。

至于= (5、7、9、11、13);至于模式(数组,subbandfreq。50:50, 0,…“PropagationSpeed”c“重量”w(:,社…“CoordinateSystem”,“矩形”);

beamformer地方空在28度部分波段包含2.250 kHz。

算法

全部展开

日期精确

该系统输入数据对象支持单和双精度,属性金宝app和参数。如果输入数据X单精度、输出数据是单精度。如果输入数据X双精度,输出数据是双精度。输出的精度是独立的属性和其他参数的精度。

部分波段频率处理

子带处理一个宽带信号分解为多个部分波段和窄带处理适用于每个部分波段的信号。所有的部分波段的信号是总结形成了输出信号。

当使用宽带频率系统对象或块,您指定部分波段的数目,N_B,分解宽带信号。子带中心频率和宽度自动计算总带宽和部分波段数。总频带是集中在承运人或工作频率,f_c。整体带宽是由采样率,f_年代。频率子带宽度Δf = f_年代/N_B。中心频率的部分波段

$f_{米} = {\begin{matrix} f_{c} - \frac{f_{年代}}{2} + (米 - 1) Δ f, N_{B} 甚至 \\ f_{c} - \frac{(N_{B} - 1) f_{年代}}{2 N_{B}} + (米 - 1) Δ f, N_{B} 奇怪的 \end{matrix}, 米 = 1, \dots, N_{B}$

一些系统对象让你获得部分波段的中心频率作为输出运行时对象。返回的部分波段频率命令始终与离散傅里叶变换的顺序。频率高于载体出现第一,紧随其后的是频率低于承运人。

引用

[1]凡树木,H。最优阵列处理。纽约:Wiley-Interscience, 2002。

扩展功能

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

使用笔记和限制:。

看到系统在MATLAB代码生成对象(MATLAB编码器)
该系统输入数据对象支持单和双精度,属性金宝app和参数。如果输入数据X单精度、输出数据是单精度。如果输入数据X双精度,输出数据是双精度。输出的精度是独立的属性和其他参数的精度。

另请参阅

phased.SubbandMVDRBeamformer

描述

创建

语法

描述

属性

SensorArray- - - - - -传感器阵列phased.ULA与默认属性值数组(默认)|相控阵系统工具箱™数组

PropagationSpeed- - - - - -信号传播速度physconst(“光速”)(默认)|实正的标量

OperatingFrequency- - - - - -工作频率300年e6(默认)|积极的标量

SampleRate- - - - - -采样率信号1 e6(默认)|积极的标量

NumSubbands- - - - - -数字处理部分波段64年(默认)|正整数

DirectionSource- - - - - -波束形成的来源方向“属性”(默认)|输入端口的

方向- - - - - -波束形成的方向(0,0)(默认)|实值2×1的向量|实值2 -l矩阵

依赖关系

DiagonalLoadingFactor- - - - - -对角加载系数0(默认)|负的标量

TrainingInputPort- - - - - -使训练数据输入假(默认)|真正的

WeightsOutputPort- - - - - -使波束形成加权输出假(默认)|真正的

SubbandsOutputPort- - - - - -选项来启用子带中心频率的输出假(默认)|真正的

使用

语法

描述

输入参数

X- - - - - -宽带输入信号米——- - - - - -N复数矩阵

XT- - - - - -宽带训练样本P——- - - - - -N复数矩阵

盎- - - - - -波束形成方向2——- - - - - -l实值矩阵

输出参数

Y——Beamformed输出米——- - - - - -l复数矩阵

W- - - - - -波束形成的权值N——- - - - - -K——- - - - - -l复数矩阵

依赖关系

频率——中心频率的部分波段K1实值列向量

依赖关系

对象的功能

常见的系统对象

例子

齿龈的部分波段MVDR波束形成

的数组部分波段MVDR波束形成干扰

更多关于

对角加载

算法

日期精确

部分波段频率处理

引用

扩展功能

C / c++代码生成生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

另请参阅

介绍了R2015b

相控阵系统工具箱文档

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`SensorArray`- - - - - -传感器阵列
`phased.ULA`与默认属性值数组(默认)|相控阵系统工具箱™数组

`PropagationSpeed`- - - - - -信号传播速度
`physconst(“光速”)`(默认)|实正的标量

`OperatingFrequency`- - - - - -工作频率
`300年e6`(默认)|积极的标量

`SampleRate`- - - - - -采样率信号
`1 e6`(默认)|积极的标量

`NumSubbands`- - - - - -数字处理部分波段
`64年`(默认)|正整数

`DirectionSource`- - - - - -波束形成的来源方向
`“属性”`(默认)|`输入端口的`

`方向`- - - - - -波束形成的方向
`(0,0)`(默认)|实值2×1的向量|实值2 -l矩阵

`DiagonalLoadingFactor`- - - - - -对角加载系数
`0`(默认)|负的标量

`TrainingInputPort`- - - - - -使训练数据输入
`假`(默认)|`真正的`

`WeightsOutputPort`- - - - - -使波束形成加权输出
`假`(默认)|`真正的`

`SubbandsOutputPort`- - - - - -选项来启用子带中心频率的输出
`假`(默认)|`真正的`

`X`- - - - - -宽带输入信号
米——- - - - - -N复数矩阵

`XT`- - - - - -宽带训练样本
P——- - - - - -N复数矩阵

`盎`- - - - - -波束形成方向
2——- - - - - -l实值矩阵

`Y`——Beamformed输出
米——- - - - - -l复数矩阵

`W`- - - - - -波束形成的权值
N——- - - - - -K——- - - - - -l复数矩阵

`频率`——中心频率的部分波段
K1实值列向量

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。