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rangeangle

距离和角度计算

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语法

[rng,ang] = rangeangle(pos)
[rng,ang] = rangeangle(pos,refpos)
[rng,ang] = rangeangle(pos,refpos,refaxes)
[rng,ang] = rangeangle(___,模型)

描述

这个函数rangeangle确定信号从任意点到参考点的传播路径长度和路径方向。该函数支持两种传播模型—和万博1manbetx自由空间模型和双线模型。的自由空间模型是从一个点到参考点的单一视距路径。的双线多路径模型生成两条路径。第一条路径遵循自由空间路径。第二条路径是边界平面的反射路径Z = 0．路径方向是根据参考点的全局坐标系或参考点的局部坐标系来定义的。参考点的距离和角度与信号沿路径传播的方向无关。路径长度与坐标系无关。

例子

［rng，盎= rangeangle(pos）返回传播路径长度，rng，方向，盎从一个点或一组点出发的信号路径，pos，到参考点。在这种语法中，参考点与全局坐标系原点一致。方向由相对于全球坐标系的方位角和仰角指定。信号遵循从源到源的视距路径。视距路径对应于点之间的几何直线。

例子

［rng，盎= rangeangle(pos，refpos），还指定了一个参考点，refpos．方向是根据参考点的全局坐标系的方位角和仰角来确定的。

例子

［rng，盎= rangeangle(pos，refpos，发一次）另外，指定了参考轴，发一次．路径角由相对于原点为的局部坐标系的方位角和仰角定义refpos坐标轴由发一次．

例子

［rng，盎= rangeangle(___，模型），还指定了一个传播模型。当模型设置为“freespace”，信号沿视距路径从源点传播到接收点。当模型设置为“双线”，信号从源点到接收点沿两条路径传播。第一个路径是视线路径。第二条路径是反射路径。在本例中，函数返回每个源点的两条路径的距离和角度。

输入参数

pos

点位置，用3-by-表示N矩形坐标的实值矩阵，每一列都是[x, y, z]．的每一栏pos表示一个位置的坐标。位置单位是米。

refpos

参考位置，指定为形式中矩形坐标的实值3乘1向量[x, y, z]．参考位置是局部坐标系的原点。的列的范围和角度pos都是相对于refpos．位置单位是米。

默认值:(0, 0, 0)

发一次

局部坐标系坐标轴，指定为实值3 × 3矩阵，其列定义原点为的局部坐标系坐标轴refpos．的每一栏发一次指定以直角坐标表示的局部坐标系的轴方向[x, y, z]．

默认值:[1 0 0;0 1 0;0 0 1]

模型

传播模型，取值“freespace”或“双线”．选择“freespace”调用空闲空间传播模型。选择“双线”调用双射线传播模型。

默认值:“freespace”

输出参数

rng

传播距离，以1乘-的形式返回米的向量范围从源到由中相应列定义的位置pos．当模型设置为“freespace”，M = n．当模型设置为“双线”，M = 2n．交替列盎分别为视距路径和反射路径。位置单位是米。

盎

方位角和仰角，以2by -形式返回米矩阵的列在形式中是角(方位;海拔)．每一列对应于pos．当模型设置为“freespace”，M = n．当模型设置为“双线”，M = 2n．交替列盎分别为视距路径和反射路径。角度的单位是度。

例子

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打开实时脚本

计算目标位置的范围和角度(1000、2000、50)距离原点的米。

TargetLoc = [1000;2000;50];[tgtrng,tgtang] = rangeangle(TargetLoc)
TGTRNG = 2.2366e+03
tgtang =2×163.4349 - 1.2810
打开实时脚本

计算目标位置的范围和角度(1000、2000、50)相对于原点的米(100100年,10)米。

TargetLoc = [1000;2000;50];Origin = [100;100;10];[tgtrng,tgtang] = rangeangle(TargetLoc,Origin)
TGTRNG = 2.1028e+03
tgtang =2×164.6538 - 1.0900
打开实时脚本

计算目标位置的范围和角度(1000、2000、50)米，但是对于原点在的局部坐标系(100100年,10)米。选择一个从全局坐标轴绕z轴旋转45°的局部坐标参考系。

Targetpos = [1000;2000;50];Origin = [100;100;10];Refaxes =[1/√(2)-1/√(2)0;1/√(2)1/√(2)0;0 0 1];[tgtrng,tgtang] = rangeangle(targetpos,origin,refaxes)
TGTRNG = 2.1028e+03
tgtang =2×119.6538 - 1.0900
打开实时脚本

计算两束射线的传播距离和射线到达的角度(1000、1000、500)距离原点的米。接收器位于(100100200)距离原点的米。

sourceLoc = [1000;1000;500];receiverLoc = [100;100;200];[sourcerngs,sourceangs] = rangeangle(sourceLoc,receiverLoc，“双线”）
sourcerngs =1×2103.× 1.3077 1.4526
sourceangs =2×245.0000 45.0000 13.2627 -28.8096

求出同一原点同一目标的距离和角度但相对于局部坐标轴。局部坐标轴从全局坐标轴绕z轴旋转45度。

Refaxes = rotz(45);[sourcerngs,sourceangs] = rangeangle(sourceLoc,receiverLoc,refaxes，“双线”）
sourcerngs =1×2103.× 1.3077 1.4526
sourceangs =2×20 0 13.2627 -28.8096

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局部和全局坐标系中的角度

的rangeangle函数返回全局或局部坐标系中的路径距离和路径角度。每个天线或麦克风元件和阵列都有一个增益模式，用方位角和仰角的局部角坐标表示。当元素或数组移动或旋转时，增益模式也随之携带。要确定信号传输或接收的强度，必须知道信号路径相对于元素或数组的局部角坐标的角度。默认情况下，rangeangle函数决定了信号路径相对于全局坐标的角度。如果你添加发一次参数，你可以根据局部坐标计算角度。作为说明，下图显示了从全局坐标旋转的5 × 5均匀矩形阵列(URA)(某某)使用发一次．的x '局部坐标系的轴(x没有'z”)与数组的主轴对齐，并随着数组的移动而移动。路径长度与方向无关。全局坐标系定义了方位角和仰角(θ,φ)而局部坐标系定义了方位角和仰角(φ,θ)．

局部和全局坐标轴

自由空间传播模型

自由空间信号传播模型指出，在均匀的各向同性介质中，从一点传播到另一点的信号沿一条直线传播视线或直接路径．直线由辐射源到目的地的几何向量定义。声纳也有类似的假设，但术语等速通道通常用来代替空闲空间。

双射线传播模型

双射线传播通道的复杂性比自由空间通道高，是多路径传播环境的最简单例子。自由空间通道模型是一条直线视线从点1到点2的路径。在双射线通道中，介质被指定为具有反射平面边界的均匀各向同性介质。边界总是定在Z = 0．从点1到点2最多有两条射线。第一个射线路径沿与自由空间通道中相同的视距路径传播(参见分阶段。空闲空间系统对象™)。视距路径通常称为直接路径．第二束光线在传播到点2之前反射出边界。根据反射法，反射角等于入射角。在蜂窝通信系统和汽车雷达等短程模拟中，可以假设反射面(地面或海洋表面)是平坦的。

的分阶段。TwoRayChannel而且分阶段。WidebandTwoRayChannel两种路径的系统对象模型传播时延、相移、多普勒频移和损耗效应。对于反射路径，损耗效应包括边界处的反射损耗。

该图说明了两种传播路径。从源位置来看，年代年代，和接收器位置，年代r，可以计算两条路径的到达角度，θ的洛杉矶而且θ的rp．到达角是到达辐射相对于局部坐标系的仰角和方位角。在这种情况下，局部坐标系与全局坐标系重合。你也可以计算发射角，θ洛杉矶而且θrp．在全局坐标下，边界处的反射角与夹角相同θrp而且θ的rp．当你使用角度相关的反射损失数据时，知道反射角是很重要的。方法可以确定反射角rangeangle函数并将参考轴设置为全局坐标系。视距路径的总路径长度如图所示R洛杉矶它等于源和接收器之间的几何距离。反射路径的总路径长度为Rrp= R1+ R2．的数量l是源和接收器之间的地距离。

在全局坐标系中，你可以很容易地推导出路径长度和角度的精确公式，根据地面距离和物体高度。

R → ＝ x → 年代 − x → r R l o 年代 ＝ | R → | ＝ （ z r − z 年代 ） 2 + l 2 R 1 ＝ z r z r + z z （ z r + z 年代 ） 2 + l 2 R 2 ＝ z 年代 z 年代 + z r （ z r + z 年代 ） 2 + l 2 R r p ＝ R 1 + R 2 ＝ （ z r + z 年代 ） 2 + l 2 棕褐色 θ l o 年代 ＝ （ z 年代 − z r ） l 棕褐色 θ r p ＝ − （ z 年代 + z r ） l θ ” l o 年代 ＝ − θ l o 年代 θ ” r p ＝ θ r p

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