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波束形成Matlab程序.pdf
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波束形成Matlab程序.pdf
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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 8
d_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;
end
figure;
plot(theta,abs(p)),grid on
xlabel('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
clc
clear all
close all
ima=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));
end
figure;
plot(theta,fai,'r',theta,psi,'b',theta,beta,'g'),grid on
xlabel('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。仿真图如下:
/2d
4. 类似于时域滤波,天线方向图是最优权的傅立叶变换
仿真程序和仿真图如下:
clc
clear all
close all
ima=sqrt(-1);
element_num=32; %阵元数
source_num=1; %信源数
d_lamda=1/2; %阵元间距与波长的关系
theta=linspace(-pi/2,pi/2,200);
theta0=0; %来波方向
w=exp(ima*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]');
for j=1:length(theta);
a=exp(ima*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]');
p(j)=w'*a;
end
figure;
subplot(1,2,1)
plot(theta,abs(p)),grid on
xlabel('theta/radian')
ylabel('amplitude')
title('按定义的方向图')
pfft=fftshift(fft(w,128));
subplot(1,2,2)
plot(linspace(-pi/2,pi/2,128),abs(pfft)),grid on
xlabel('theta/radian')
ylabel('FFT_amplitude')
title('最优权的傅里叶变换')
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折竹丶
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