常规波束形成matlab程序
常规波束形成matlab程序

close allclear allclcc=1500;fs=10000;T=0.1;t=0:1/fs:T;L=length(t);f=500;w=2*pi*f;k=w/c;M=11;%阵元个数Nmid=1;%参考点d=3;%阵元间距m=[0:1:M-1];yi=zeros(M,1);%返回一个M*1维的零矩阵zi=zeros(M,1);xi=m*d;xi=xi.';%各阵元坐标y1=20;x1=10;z1=10;%声源位置,y轴指向声源平面Ric1=sqrt((x1-xi).^2+(y1-yi).^2+(z1-zi).^2);%声源至各阵元的距离M*1维Rn1=Ric1-Ric1(Nmid);%声源至各阵元与参考阵元的声程差矢量M*1维s1=cos(w*t);%参考阵元接收到的信号1*L维snr=20;Am=10^(-snr/20);n1=Am*(randn(M,L)+j*randn(M,L));%各阵元噪声矢量p1=zeros(M,L);%M*L维for k1=1:Mp1(k1,:)=Ric1(Nmid)/Ric1(k1)*s1.*exp(-j*w*Rn1(k1)/c);%各阵元经过幅度衰减和相位延迟后接收到的信号,M*L维endp=p1+n1;%各阵元接收的声压信号矩阵M*LR=p*p'/L;%接收数据的自协方差矩阵M*M%----------------------------------------------------------%扫描范围step_x=0.1;step_z=0.1;y=y1;x=[0:step_x:20];z=[0:step_z:20];for k1=1:length(z)%纵坐标for k2=1:length(x)Ri=sqrt((x(k2)-xi).^2+(y-yi).^2+(z(k1)-zi).^2);%该扫描点至各阵元的聚焦距离矢量Rn=Ri-Ri(Nmid);%扫描点到各阵元与参考阵元的程差矢量M*1b=exp(-j*w*Rn/c);%声压聚焦方向矢量M*1Pcbf(k1,k2)=abs(b'*R*b);endend%归一化for k1=1:length(z)pp(k1)=max(Pcbf(k1,:));%Pcbf的第k1行的最大元素的值endPcbf=Pcbf/max(pp);%Pcbf所有元素除以其最大值,归一化幅度figure;mesh(x,z,Pcbf);xlabel('x(m)'),ylabel('z(m)')title('常规聚焦波束形成单亮点声图')figure;pcolor(x,z,Pcbf);shading interp;xlabel('x(m)'),ylabel('z(m)')title('常规聚焦波束形成单亮点声图')colorbar[a,b]=find(Pcbf==max(max(Pcbf)));xm1=b/length(x)*20,zm1=a/length(z)*20,[a b]=find(Pcbf>0.5*max(max(Pcbf)));deta_x=(max(b)-min(b))/length(x)*20deta_z=(max(a)-min(a))/length(z)*20。
波束成形matlab

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波束成形是指通过控制输入信号的相位和振幅来实现发射或接收方向性辐射的技术。
在MATLAB中,可以通过以下步骤实现波束成形:
1. 确定要形成的波束方向和形状。
一种常用的方法是使用线性阵列,通过调整各个阵元的相位来控制波束方向。
在MATLAB中,可以通过创建一个表示阵列的矢量,然后使用复数表示各个阵元的相位来实现。
2. 使用MATLAB的信号处理工具箱中的FFT函数对输入信号进行频谱分析,并利用其频率响应进行波束成形处理。
3. 在实现波束成形算法时,需要注意信号传播路径和损耗。
MATLAB提供了有关传播路径和损耗的模型和函数,例如通过计算信号在不同介质中的传播速度和衰减来模拟实际情况。
4. 除了传播路径和损耗外,还可以考虑到干扰信号的处理。
MATLAB提供了各种信号处理方法,如滤波、降噪和干扰抑制等,可以帮助进行波束成形时的干扰信号处理。
总体而言,MATLAB可以通过使用其信号处理工具箱和丰富的数值计算功能来实现波束成形。
在实现波束成形算法时,还可以考虑干扰信号处理等问题,以提高波束成形的效果和精度。
宽带波束形成matlab,关于均匀圆阵MVDR宽带波束形成的程序

宽带波束形成matlab,关于均匀圆阵MVDR宽带波束形成的程序%⽤均匀圆阵MVDR⽅法进⾏宽带波束形成%% 基本参数f0 = 4*10^6; %信号中⼼频率bandwide = 0.5*10^6; %带宽0.05MHzinterval = 100; %每间隔interval(Hz)形成点频信号,合成宽带NarrowNumber = bandwide/interval; %所需点频个数NarrowF = linspace(f0-bandwide/2, f0+bandwide/2, NarrowNumber); %各点频的频率值R = 50; %阵元半径c = 3*10^8; %传播速度:光速bosu=340; % 波速degrad=pi/180;p=1;seta1=150*degrad; %信号到来⽅位⾓fai1=45*degrad; %信号到来仰⾓kk = 64; %进⾏MVDR所需采样数Nfft = 256; %进⾏FFT⼦带化点数,即进⾏Nfft点快速傅⽴叶变换Nlearn = kk * Nfft; %时域数据快拍数M=40; %均匀圆阵总数MElementFai=(0:(M-1))*9*degrad+4.5*degrad; %各阵元位置向量图MNumber = 10; %选出的阵元个数SelectElement=[ElementFai(1) ElementFai(5) ElementFai(9) ElementFai(13) ElementFai(17) ElementFai(21) ElementFai(25) ElementFai(29) ElementFai(33) ElementFai(37)];A=zeros(MNumber,p);k=[0:MNumber-1]';for t=1:pA(:,t)=exp(-j*2*pi*R*f0/bosu*(cos(seta1*degrad)*cos(2*pi*k/M)+cos(seta1*degrad)*sin(2*pi*k/M)));%圆阵的阵列流型ends=zeros(p,Nlearn);Am=[3,5]; %幅度phi=[20,30]; %初相for ii=1:ps(ii,:)=s(ii,:)+Am(ii)*cos(2*pi*f0*t+phi(ii)*degrad);%宽带信号endF=linspace(f0-bandwide/2, f0+bandwide/2, Nfft);snr=10;n=exp(j*2*pi*randn(MNumber,Nlearn))/snr;%噪声X=A*s + n; % 阵列输出%% 开始处理%对时域数据分段作FFT变换for mn=1:MNumberfor m=1:kkxxF(mn,m,:) = fft( X(mn,((m-1)*Nfft+1):((m-1)*Nfft+Nfft)), Nfft);endendtemp1=cos(seta1-SelectElement);F=linspace(f0-bandwide/2, f0+bandwide/2, Nfft);%求窄带信号的⾃适应最佳权for nfft=1:Nffth=zeros(MNumber);for k=1:kkh=h+xxF(:,k,nfft)*xxF(:,k,nfft)';endRxxf(:,:,nfft)=h./kk; %得到某窄频的⾃相关矩阵windows=ones(MNumber,1);a1=exp(-j*2*pi*R*F(nfft)/c*sin(fai1)*temp1);s=(a1.*windows.').';Wopt(:,nfft)=(inv(Rxxf(:,:,nfft))*s)/(s'*inv(Rxxf(:,:,nfft))*s); %MVDR算法的程序end%% 扫描⽮量NcurveAzi=180; %空间扫描⾓度采样数seta=linspace(0,2*pi,NcurveAzi); %阵元空间扫描指向⾓度for ne=1:Nfftfor na=1:NcurveAzitemp=cos(seta(na)-SelectElement);a=exp(-j*2*pi*R*F(ne)/c*sin(fai1)*temp);%扫描时⽅向⽮量f=(1+temp)/2; %扫描时的阵元⽅向图BF(na,ne)=abs(sum(a.*Wopt(:,nfft)'));end%%仿真结果plot(seta*180/pi,20*log10(BF(:,1)/max(BF(:,1))),'b') gridxlabel('\phi⽅位⾓(度)')ylabel('波束输出/分贝')title('均匀圆阵MVDR算法宽带波束形成图')endhold off。
Matlab波束形成程序

波束形成与智能天线1.均匀线阵方向图%8阵元均匀线阵方向图,来波方向为0度clc;clear all;close all;imag=sqrt(-1);element_num=8;%阵元数为8d_lamda=1/2;%阵元间距d与波长lamda的关系theta=linspace(-pi/2,pi/2,200);theta0=0;%来波方向w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]');for j=1:length(theta)a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]');p(j)=w'*a;endfigure;plot(theta,abs(p)),grid onxlabel('theta/radian')ylabel('amplitude')title('8阵元均匀线阵方向图')当来波方向为45度时,仿真图如下:8阵元均匀线阵方向图如下,来波方向为0度,20log(dB)随着阵元数的增加,波束宽度变窄,分辨力提高:仿真图如下:2.波束宽度与波达方向及阵元数的关系clcclear allclose allima=sqrt(-1);element_num1=16; %阵元数element_num2=128;element_num3=1024;lamda=0.03; %波长为0.03米d=1/2*lamda; %阵元间距与波长的关系theta=0:0.5:90;for j=1:length(theta);fai(j)=theta(j)*pi/-asin(sin(theta(j)*pi/)-lamda/(element_num1*d));psi(j)=theta(j)*pi/-asin(sin(theta(j)*pi/)-lamda/(element_num2*d));beta(j)=theta(j)*pi/-asin(sin(theta(j)*pi/)-lamda/(element_num3*d)); endfigure;plot(theta,fai,'r',theta,psi,'b',theta,beta,'g'),grid onxlabel('theta');ylabel('Width in radians')title('波束宽度与波达方向及阵元数的关系')仿真图如下:3. 当阵元间距时,会出现栅瓣,导致空间模糊。
matlab 波束合成

matlab 波束合成一、介绍在无线通信领域,波束合成是一种重要的技术,用于增强无线信号的传输和接收性能。
波束合成通过对多个信号进行加权和相干叠加,使得信号能够更加集中地束聚到特定的方向,从而增加信号的强度和可靠性。
在本文中,我们将探讨如何利用MATLAB对波束合成进行实现和优化。
二、波束合成原理波束合成的核心思想是通过对传输或接收的信号进行加权和叠加,使得信号能够在特定方向上形成强的集中,而在其他方向上形成弱的辐射。
这样可以减少干扰和衰落,提高信号的传输和接收质量。
波束合成可以分为以下几个步骤:1. 信号采集首先需要采集到多个信号源的信号。
这些信号可以是来自不同方向的信号,也可以是来自同一方向但具有不同相位的信号。
2. 信号加权每个信号需要乘以一个权值,使得在特定方向上的信号加权更大,而在其他方向上的信号加权更小。
这种加权可以通过改变信号的振幅、相位或时间延迟来实现。
3. 信号叠加对加权后的信号进行叠加,得到合成后的波束信号。
叠加可以通过简单的相加操作来实现。
4. 信号传输/接收将合成后的波束信号传输到目标位置,或者在目标位置接收波束信号。
在传输或接收过程中,需要注意信号的衰减和干扰情况。
5. 信号处理对接收到的波束信号进行处理,以还原原始信号或提取感兴趣的信息。
这一步骤可能涉及到信号解调、滤波、调制等操作。
三、MATLAB实现波束合成MATLAB是一种功能强大的科学计算软件,提供了丰富的工具和函数,可以方便地实现波束合成算法。
下面我们将介绍如何使用MATLAB实现波束合成。
1. 信号采集在MATLAB中,可以使用内置的数据采集工具箱或者外部设备来采集信号。
采集到的信号可以存储在矩阵或向量中,以便后续处理。
2. 信号加权对于采集到的信号,可以使用MATLAB的矩阵运算功能对其进行加权。
例如,可以定义一个权值矩阵,然后将信号与该矩阵相乘,得到加权后的信号。
3. 信号叠加加权后的信号可以通过MATLAB的矢量运算功能进行叠加。
波束形成 Matlab程序教学文稿

波束形成M a t l a b程序1.均匀线阵方向图%8阵元均匀线阵方向图,来波方向为0度clc;clear all;close all;imag=sqrt(-1);element_num=8;%阵元数为8d_lamda=1/2;%阵元间距d与波长lamda的关系theta=linspace(-pi/2,pi/2,200);theta0=0;%来波方向w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]'); for j=1:length(theta)a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]'); p(j)=w'*a;endfigure;plot(theta,abs(p)),grid onxlabel('theta/radian')ylabel('amplitude')title('8阵元均匀线阵方向图')当来波方向为45度时,仿真图如下:8阵元均匀线阵方向图如下,来波方向为0度,20log(dB)随着阵元数的增加,波束宽度变窄,分辨力提高:仿真图如下:2.波束宽度与波达方向及阵元数的关系clcclear allclose allima=sqrt(-1);element_num1=16; %阵元数element_num2=128;element_num3=1024;lamda=0.03; %波长为0.03米d=1/2*lamda; %阵元间距与波长的关系theta=0:0.5:90;for j=1:length(theta);fai(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num1*d)); psi(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num2*d)); beta(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num3*d)); endfigure;plot(theta,fai,'r',theta,psi,'b',theta,beta,'g'),grid onxlabel('theta');ylabel('Width in radians')title('波束宽度与波达方向及阵元数的关系')仿真图如下:3. 当阵元间距 /2dλ> 时,会出现栅瓣,导致空间模糊。
Matlab波束形成程序

波束形成与智能天线1.均匀线阵方向图%8阵元均匀线阵方向图,来波方向为0度clc;clear all;close all;imag=sqrt(-1);element_num=8;%阵元数为8d_lamda=1/2;%阵元间距d与波长lamda的关系theta=linspace(-pi/2,pi/2,200);theta0=0;%来波方向w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]');for j=1:length(theta)a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]');p(j)=w'*a;endfigure;plot(theta,abs(p)),grid onxlabel('theta/radian')ylabel('amplitude')title('8阵元均匀线阵方向图')当来波方向为45度时,仿真图如下:8阵元均匀线阵方向图如下,来波方向为0度,20log(dB)随着阵元数的增加,波束宽度变窄,分辨力提高:仿真图如下:2.波束宽度与波达方向及阵元数的关系clcclear allclose allima=sqrt(-1);element_num1=16; %阵元数element_num2=128;element_num3=1024;lamda=0.03; %波长为0.03米d=1/2*lamda; %阵元间距与波长的关系theta=0:0.5:90;for j=1:length(theta);fai(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num1*d)); psi(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num2*d));beta(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num3*d));endfigure;plot(theta,fai,'r',theta,psi,'b',theta,beta,'g'),grid onxlabel('theta');ylabel('Width in radians')title('波束宽度与波达方向及阵元数的关系')仿真图如下:3.当阵元间距/2dλ>时,会出现栅瓣,导致空间模糊。
(完整word版)自适应波束形成与Matlab程序代码注解

1.均匀线阵方向图(1)matlab 程序clc;clear all;close all;imag=sqrt(—1);element_num=32;%阵元数为8d_lamda=1/2;%阵元间距d与波长lamda的关系theta=linspace(-pi/2,pi/2,200);theta0=0;%来波方向w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]');for j=1:length(theta)a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]');p(j)=w’*a;endpatternmag=abs(p);patternmagnorm=patternmag/max(max(patternmag));patterndB=20*log10(patternmag);patterndBnorm=20*log10(patternmagnorm);figure(1)plot(theta*180/pi,patternmag);grid on;xlabel('theta/radian')ylabel('amplitude/dB')title([num2str(element_num)’阵元均匀线阵方向图’,'来波方向为’num2str(theta0*180/pi)'度’]);hold on;figure(2)plot(theta,patterndBnorm,'r’);grid on;xlabel(’theta/radian’)ylabel('amplitude/dB’)title([num2str(element_num)’阵元均匀线阵方向图’,'来波方向为’num2str(theta0*180/pi)’度']);axis([-1.5 1。
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clc
c=1500;
fs=10000;
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f=500;
w=2*pi*f;
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M=11;%阵元个数
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yi=zeros(M,1);%返回一个M*1维的零矩阵
zi=zeros(M,1);
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%各阵元坐标
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x1=10;z1=10;%声源位置,y轴指向声源平面
Ric1=sqrt((x1-xi).^2+(y1-yi).^2+(z1-zi).^2);%声源至各阵元的距离M*1维
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n1=Am*(randn(M,L)+j*randn(M,L));%各阵元噪声矢量
p1=zeros(M,L);%M*L维
for k1=1:M
p1(k1,:)=Ric1(Nmid)/Ric1(k1)*s1.*exp(-j*w*Rn1(k1)/c);%各阵元经过幅度衰减和相位延迟后接收到的信号,M*L维
end
p=p1+n1;%各阵元接收的声压信号矩阵M*L
R=p*p'/L;%接收数据的自协方差矩阵M*M
%----------------------------------------------------------
%扫描范围
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for k1=1:length(z)%纵坐标
for k2=1:length(x)
Ri=sqrt((x(k2)-xi).^2+(y-yi).^2+(z(k1)-zi).^2);%该扫描点至各阵元的聚焦距离矢量
Rn=Ri-Ri(Nmid);%扫描点到各阵元与参考阵元的程差矢量M*1
b=exp(-j*w*Rn/c);%声压聚焦方向矢量M*1
Pcbf(k1,k2)=abs(b'*R*b);
end
end
%归一化
for k1=1:length(z)
pp(k1)=max(Pcbf(k1,:));%Pcbf的第k1行的最大元素的值
end
Pcbf=Pcbf/max(pp);%Pcbf所有元素除以其最大值,归一化幅度
figure;
mesh(x,z,Pcbf);
xlabel('x(m)'),ylabel('z(m)')
title('常规聚焦波束形成单亮点声图')
figure;
pcolor(x,z,Pcbf);shading interp;
xlabel('x(m)'),ylabel('z(m)')
title('常规聚焦波束形成单亮点声图')
colorbar
[a,b]=find(Pcbf==max(max(Pcbf)));
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[a b]=find(Pcbf>0.5*max(max(Pcbf)));
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