phased.SubbandMVDRBeamformer系统对象

宽带最小方差无失真响应波束形成器

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描述

这个相控子带MVDR波束形成器系统对象™ 基于子带处理技术实现了一种宽带最小方差无失真响应波束形成器（MVDR）。这种波束形成器也称为Capon波束形成器。

进行波束成形到达阵列信号：

创建phased.SubbandMVDRBeamformer对象并设置其属性。
调用带参数的对象，就好像它是一个功能。

要了解有关系统对象如何工作的更多信息，请参见什么是系统对象？（MATLAB）。

创造

语法

波束形成器= phased.SubbandMVDRBeamformer

波束形成器=相位。子频带mvdr波束形成器（名称、值）

描述

波束形成器=相控子带MVDR波束形成器创建一个子带MVDR波束形成器系统对象，波束形成器.对象对接收到的信号执行子带MVDR波束形成。

波束形成器= phased.SubbandMVDRBeamformer（名称,价值)创建一个子带MVDR波束形成器系统对象，波束形成器，具有每个指定的属性名称设置为指定的值价值.您可以按照任何顺序指定额外的名字 - 值对参数名称1,价值1,...,纳明,值N.

例子：

波束形成器=相控子频带MVDR波束形成器（'SensorArray'，相控.URA（'Size'，[5]），'OperatingFrequency'，500e6）

将传感器阵列设置为一个5乘5的统一矩形阵列(URA)，以及所有其他默认的URA属性值。该波束形成器的工作频率为500 MHz。

性质

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除非另有说明，否则属性为不能，这意味着您在调用对象后无法更改其值。对象在调用时锁定，并且释放功能解锁他们。

如果一个属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息，请参阅基于系统对象的MATLAB系统设计（MATLAB）。

`SensorArray`—传感器阵列
具有默认属性值的phased.ULA阵列（默认）|相控阵系统工具箱

传感器阵列，指定为阵列系统对象™ 属于相控阵系统工具箱。传感器阵列可以包含子阵列。

例子：phased.URA

`传播速度`—信号传播速度
`physconst（“光速”）`（默认）|实值正标量

信号传播速度，指定为实值正标量。单位为米/秒。默认传播速度为physconst（“光速”）.

例子：3 e8

数据类型：双重的

`运行频率`—工作频率
`300年e6`（默认）|正标量

工作频率，指定为正标量。单位为Hz。

例子：1e9

数据类型：双重的

`取样频率`—信号采样率
`1e6`（默认）|正标量

信号的采样率，指定为正标量。单位为Hz。系统对象使用此数量以采样单位计算传播延迟。

例子：1e6

数据类型：双重的

`NumSubbands`—处理子带数
`64`（默认）|正整数

处理的子带，指定为正整数的数目。

例子：128.

数据类型：双重的

`方向源`—波束形成方向源
`“财产”`（默认）|`“输入端口”`

波束成形方向的源，指定为“财产”或者“输入端口”.指定波束方向是否来自方向属性，或从输入参数，ang。该物业的价值如下：

`“财产”`	使用以下命令指定波束形成方向：`方向`所有物
`“输入端口”`	使用输入参数中指定的波束成形方向，`ang`.

数据类型：烧焦

`方向`—波束形成方向
`[0;0]`（默认）|实值2×1向量|实值2逐L矩阵

波束形成方向，指定为实值2×1矢量或实值2×1矢量-L矩阵。对于矩阵，每一列指定一个不同的波束形成方向。每一列都有表单[AzimuthAngle; ElevationAngle].方位角必须介于–180°和180°之间，仰角必须介于–90°和90°之间。所有角度都是根据阵列的局部坐标系定义的。单位为度。

例子：[40;30]

依赖关系

要启用此属性，请设置方向源财产“财产”.

数据类型：双重的

`DiagonalLoadingFactor`—对角线负载因子
`0`（默认）|非负标

对角加载因子，指定为非标。角加载是用于实现健壮波束成形性能的技术，特别是当样本大小是小的。小样品尺寸可导致协方差矩阵的不准确的估计。对角加载还提供鲁棒性，由于转向矢量误差。对角线加载技术增加了单位矩阵的样本协方差矩阵的正标量倍数。

可调：对

数据类型：双重的

`培训输入端口`—启用培训数据输入
`错误的`（默认）|`真的`

启用培训数据输入，指定为错误的或者真的。当您将此属性设置为真的，使用“训练数据输入”参数，XT，运行对象时。将此属性设置为错误的要使用输入数据，X作为训练数据。

数据类型：必然的

`重量输出端口`—启用波束形成权重输出
`错误的`（默认）|`真的`

启用波束形成权重的输出，指定为错误的或者真的. 要获取波束形成权重，请将此属性设置为真的并使用相应的输出参数，W.如果你不希望得到的权重，设置该属性错误的.

数据类型：必然的

`子带输出端口`—启用子频带中心频率输出的选项
`错误的`（默认）|`真的`

用于启用子频带中心频率输出的选项，指定为真的或者错误的。若要获取子频带中心频率，请将此属性设置为真的并使用相应的输出参数频率当调用对象时。

数据类型：必然的

用法

语法

Y=波束形成器（X）

Y =波束形成器（X，XT）

Y =波束形成器（X，ANG）

[Y，W]=波束形成器(___)

[Y，FREQS] =波束形成器（___)

[Y，W，FREQS]=波束形成器（X，XT，ANG）

描述

Y=波束形成器(X)执行宽带MVDR波束形成该输入，X，并返回所述波束形成的输出在Y。此语法使用X对于训练样本来计算波束形成权重。使用方向属性指定波束形成方向。

Y=波束形成器(X,XT)使用XT对于训练样本来计算波束形成权重。

Y=波束形成器(X,ang)使用ang作为波束形成方向。此语法适用于设置方向源财产“输入端口”.

[Y,W] =波束形成器（___)返回波束形成权重，W。此语法适用于设置重量输出端口财产真的.

[Y,频率] =波束形成器（___)返回子带的中心频率，频率。此语法适用于设置子带输出端口财产真的.

实例

当您设置的启用属性您可以结合可选的输入参数。可选的输入参数必须以相同的顺序作为其实现的属性被列出。例如，[Y,W,频率] =波束形成器（X,XT,ang)在指定时有效培训输入端口像真的并集方向源到“输入端口”.

输入参数

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`X`—宽带输入信号
M-借-N复值矩阵

宽带输入信号，指定为M-借-N矩阵,N是数组元素的数目。M是数据中的采样数。如果传感器阵列由子阵列组成，N然后子阵列的数目。

该输入矩阵的第一维的大小可以改变，以模拟变化的信号长度。例如，在具有可变脉冲重复频率的脉冲波形的情况下，发生该尺寸变化。

如果设置了培训输入端口到错误的，则对象使用X作为训练数据。在本例中，维度M必须大于N×NB哪里NB.是中指定的子频带数NumSubbands所有物

如果设置培训输入端口到真的，使用XT参数提供训练数据。在本例中，维度M可以是任何正整数。

例子：[1,1；j，1；0.5,0]

数据类型：双重的
复数支持：万博1manbetx对

`XT`—宽带训练样本
P-借-N复值矩阵

宽带训练样本，指定为P-借-N矩阵，其中N是元素数。如果传感器阵列由子阵列组成，则N表示子阵列的数目。

该输入矩阵的第一维的大小可以改变，以模拟变化的信号长度。例如，在具有可变脉冲重复频率的脉冲波形的情况下，发生该尺寸变化。

此参数在设置培训输入端口到真的.尺寸P是样品的在训练数据的数量。P必须大于N×NB哪里NB.是中指定的子频带数NumSubbands所有物

例子：FT=[1,1；j，1；0.5,0]

数据类型：双重的
复数支持：万博1manbetx对

`ang`—波束方向
2.-借-L实值矩阵

波束成形方向，指定为2.-借-L实值矩阵，其中L是波束形成方向数。此参数仅在设置方向源财产“输入端口”.每一列采取的形式[AzimuthAngle; ElevationAngle].角度单位为度。方位角必须介于–180°和180°之间。仰角必须介于–90°和90°之间。角度是根据阵列的局部坐标系定义的。

例子：[40 30;0 10]

数据类型：双重的

输出参数

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`Y`- 波束形成的输出
M-借-L复值矩阵

波束形成输出，作为M-借-L复数值矩阵。数量M是信号采样数和L在被指定波束成形方向的数量ang论点。

`W`-波束形成权重
N-借-K-借-L复值矩阵

波束形成权值，返回为N-借-K-借-L复数值矩阵。数量N是传感器元件或子阵列的数量和K是由指定的子频带数NumSubbands所有物数量L是波束形成方向的数目。每列W包含用于相应方向的相应子带的窄带波束形成权值。

依赖关系

要返回此输出，请设置重量输出端口财产真的.

`频率`- 子带的中心频率
K-乘1实值列向量

子频带的中心频率，返回为K-by-1实值列向量。数量K是由指定的子频带数NumSubbands所有物

依赖关系

要返回此输出，请设置子带输出端口财产真的.

目标函数

若要使用对象函数，请将系统对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为的系统对象的系统资源obj，请使用以下语法：

释放（obj）

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对所有系统对象通用

`步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源，并允许更改系统对象的属性值和输入特性
`重置`	系统对象的复位内部状态

例子

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ULA的子带MVDR波束形成

开立真实脚本

应用子带MVDR波束形成到水下声学11元ULA。的信号的入射角是方位角和仰角。信号为调频啁啾，带宽为1千赫。声速为1500米/秒。

模拟信号

阵列=phased.ULA(“NumElements”11，'ElementSpacing'，0.3）；fs=2e3；carrierFreq=2000；t=（0:1/fs:2）'；sig=chirp（t，0,2，fs/2）；c=1500；采集器=phased.wideband采集器(“传感器”大堆“传播速度”，C，......“采样器”，财政司司长，'ModulatedInput'，真的，......'载频'，carrierFreq）；附带角=[10；0]；sig1=收集器（sig，意外角）；噪声=0.3*（randn（尺寸sig1））+1j*randn（尺寸sig1））；rx=sig1+噪声；

应用MVDR波束形成

波束形成器=相控子频带MVDR波束形成器(“传感器阵列”大堆......“方向”，意外角度，'运行频率'，carrierFreq，......“传播速度”，C，“采样器”，财政司司长，“培训输入端口”，真的，......'SubbandsOutputPort'，真的，“重量输出”，真）；[y，w，子带频率]=波束形成器（rx，噪声）；

绘制输入到中间传感器（通道6）与波束形成器输出的信号。

图（t（1:300），实（rx（1:300,6）），'R：'，t（1:300），实（y（1:300））xlabel(“时间”）ylabel（“振幅”)传奇(“原件”,“波束成形”);

绘图阵列响应

绘制五个波段的响应模式

阵列，子频带频率（1:5）。'，-180:180,0，......“传播速度”，C，“重量”，w（：，1:5））；

与干涉阵的子带波束形成MVDR

开立真实脚本

将子带MVDR波束形成应用于水声11单元ULA。波束形成到达信号以优化从0度方位角和0度仰角到达的线性调频啁啾信号的增益。该信号的带宽为2.0 kHz。此外，从28度方位角到达的单位振幅为2.250 kHz干扰正弦波d 0度仰角。显示MVDR波束形成器如何消除干扰信号。显示2.250 kHz附近几个频率的阵列模式。声速为1500米/秒。

模拟到达信号和噪声

阵列=phased.ULA(“NumElements”11，'ElementSpacing',0.3); fs=2000；carrierFreq=2000；t=（0:1/fs:2）'；sig=啁啾（t，0,2，fs/2）；c=1500；收集器=相控。宽带收集器(“传感器”大堆“传播速度”，C，......“采样器”，财政司司长，'ModulatedInput'，真的，......'载频'，carrierFreq）；附带角度=[0；0]；sig1=收集器（sig，附带角度）；噪声=0.3*（随机数（大小（sig1））+1j*随机数（大小（sig1））；

模拟干扰信号

组合所需信号和干扰信号。

FINT = 250;SIGINT = SIN（2 * PI * FINT * T）;interfangle = [28; 0];sigint1 =收集器（SIGINT，interfangle）;RX = SIG1 + sigint1 +噪声;

应用MVDR波束形成

使用组合噪声和干扰信号作为训练数据。

波束形成器=相控子频带MVDR波束形成器(“传感器阵列”大堆......“方向”，意外角度，'运行频率'，carrierFreq，......“传播速度”，C，“采样器”，财政司司长，“培训输入端口”，真的，......“NumSubbands”，64，......'SubbandsOutputPort'，真的，“重量输出”，真的）;[Y，W，subbandfreq] =波束形成器（RX，sigint1 +噪声）;TIDX = [1：300];情节（吨（TIDX），实（RX（TIDX，6）），'R：'，t（tidx），实（y（tidx）））xlabel(“时间”）ylabel（“振幅”)传奇(“原件”,“波束成形”)

绘制显示波束图为空的阵列响应

绘制2.250 kHz附近五个频带的响应模式。

fdx=[5,7,9,11,13]；阵列，子带频率（fdx）。'，-50:50,0，......“传播速度”，C，“重量”，w（：，fdx），......“协调系统”,“矩形”);

波束形成器放置空在28度含有2.250 kHz的子带。

参考文献

[1] 《最佳阵列处理》，纽约：威利国际科学出版社，2002年。

扩展能力

C/C++代码生成
生成使用MATLAB®编码器™C和C ++代码。

使用说明和限制：

看见系统在MATLAB代码生成对象（编码器MATLAB）。

另见

介绍了在R2015b

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文档

phased.SubbandMVDRBeamformer系统对象

描述

创造

语法

描述

性质

SensorArray—传感器阵列具有默认属性值的phased.ULA阵列（默认）|相控阵系统工具箱

传播速度—信号传播速度physconst（“光速”）（默认）|实值正标量

运行频率—工作频率300年e6（默认）|正标量

取样频率—信号采样率1e6（默认）|正标量

NumSubbands—处理子带数64（默认）|正整数

方向源—波束形成方向源“财产”（默认）|“输入端口”

方向—波束形成方向[0;0]（默认）|实值2×1向量|实值2逐L矩阵

依赖关系

DiagonalLoadingFactor—对角线负载因子0（默认）|非负标

培训输入端口—启用培训数据输入错误的（默认）|真的

重量输出端口—启用波束形成权重输出错误的（默认）|真的

子带输出端口—启用子频带中心频率输出的选项错误的（默认）|真的

用法

语法

描述

输入参数

X—宽带输入信号M-借-N复值矩阵

XT—宽带训练样本P-借-N复值矩阵

ang—波束方向2.-借-L实值矩阵

输出参数

Y- 波束形成的输出M-借-L复值矩阵

W-波束形成权重N-借-K-借-L复值矩阵

依赖关系

频率- 子带的中心频率K-乘1实值列向量

依赖关系

目标函数

例子

ULA的子带MVDR波束形成

与干涉阵的子带波束形成MVDR

更多关于

角加载

子带频率处理

参考文献

扩展能力

C/C++代码生成生成使用MATLAB®编码器™C和C ++代码。

另见

介绍了在R2015b

相控阵系统工具箱文档

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尝试matlab，sim万博1manbetxulink等产品s manbetx 845

`SensorArray`—传感器阵列
具有默认属性值的phased.ULA阵列（默认）|相控阵系统工具箱

`传播速度`—信号传播速度
`physconst（“光速”）`（默认）|实值正标量

`运行频率`—工作频率
`300年e6`（默认）|正标量

`取样频率`—信号采样率
`1e6`（默认）|正标量

`NumSubbands`—处理子带数
`64`（默认）|正整数

`方向源`—波束形成方向源
`“财产”`（默认）|`“输入端口”`

`方向`—波束形成方向
`[0;0]`（默认）|实值2×1向量|实值2逐L矩阵

`DiagonalLoadingFactor`—对角线负载因子
`0`（默认）|非负标

`培训输入端口`—启用培训数据输入
`错误的`（默认）|`真的`

`重量输出端口`—启用波束形成权重输出
`错误的`（默认）|`真的`

`子带输出端口`—启用子频带中心频率输出的选项
`错误的`（默认）|`真的`

`X`—宽带输入信号
M-借-N复值矩阵

`XT`—宽带训练样本
P-借-N复值矩阵

`ang`—波束方向
2.-借-L实值矩阵

`Y`- 波束形成的输出
M-借-L复值矩阵

`W`-波束形成权重
N-借-K-借-L复值矩阵

`频率`- 子带的中心频率
K-乘1实值列向量

C/C++代码生成
生成使用MATLAB®编码器™C和C ++代码。