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Steering Vector

アレイ ステアリング ベクトル

R2023b 以降

  • Steering Vector

ライブラリ:
Phased Array System Toolbox / Transmitters and Receivers

説明

指定された方向と周波数について、アレイ ステアリング ベクトルを計算します。

端子

入力

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アレイの動作周波数。正のスカラーとして指定します。単位は Hz です。

依存関係

この端子を有効にするには、[Source of operating frequency] パラメーターを [入力端子] に設定します。

データ型: double

ステアリング ベクトルの方向。長さ M の実数値のベクトル、または 2 行 M 列の実数値の行列として指定します。M はステアリング方向の数です。

  • Ang が 2 行 M 列の行列の場合、行列の各列は [azimuth;elevation] の形式で空間内のステアリング方向を指定します。方位角は -180° ~ 180°、仰角は -90° ~ 90° の範囲でなければなりません。

  • Ang が長さ M のベクトルの場合、その値は仰角がゼロに設定されたステアリング ベクトル方向の方位角に対応します。

角度の単位は度です。

データ型: double

出力

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ステアリング ベクトル。N×M×L の複素数値の配列または配列を含む struct として出力されます。N はフェーズド アレイの素子数です。アレイにサブアレイが含まれている場合、N はサブアレイの数です。MAng 引数で指定されたステアリング方向の数です。LFreq 引数で指定された周波数の数です。

データ型: double
複素数のサポート: あり

パラメーター

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[メイン] タブ

信号伝搬速度。実数値の正のスカラーとして指定します。光速の既定値は、physconst('LightSpeed') によって返される値です。単位はメートル/秒です。

例: 3e8

データ型: double

動作周波数のソース。[入力端子] または [プロパティ] として指定します。このパラメーターを [入力端子] に設定すると、動作周波数は Freq 入力端子を使用して設定されます。このパラメーターを [プロパティ] に設定すると、動作周波数は Operating frequency (Hz) パラメーターを使用して設定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: FrequencySource
型: char | string
値: Input port | Property
既定の設定: Input port

システムの動作周波数。正のスカラーとして指定します。単位は Hz です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、Source of operating frequency パラメーターを [プロパティ] に設定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: OperatingFrequency
型: double | single
値: float
既定の設定: 0

共役ステアリング ベクトルを出力するには、このチェック ボックスをオンにします。それ以外の場合、ステアリング ベクトルは共役化されません。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: OutputConjugate
型: チェック ボックス
値: 0 | 1
既定の設定: 0

ビームフォーマーまたはステアリング ベクトルの重みの位相シフト成分を量子化するために使用されるビット数。ビット数を非負の整数として指定します。値がゼロの場合、量子化は実行されません。

ブロック シミュレーション。[インタープリター型実行] または [コード生成] として指定します。ブロックで MATLAB® インタープリターを使用する場合は、[インタープリター型実行] を選択します。ブロックをコンパイルされたコードとして実行する場合は、[コード生成] を選択します。コンパイルされたコードはコンパイルに時間がかかりますが、通常は実行速度が速くなります。

インタープリター型実行は、モデルの開発や調整を行う際に役立ちます。ブロックは MATLAB 内の基礎となる System object™ を実行します。モデルの変更と実行をすばやく行うことができます。結果に問題がなければ、[コード生成] を使用してブロックを実行できます。長いシミュレーションは、インタープリター型実行よりも生成コードを使用する方が高速に実行されます。実行は再コンパイルせずに繰り返し行うことができますが、ブロック パラメーターを変更した場合は、実行前にブロックが自動的に再コンパイルされます。

次の表は、[シミュレーション実行方法] のパラメーターが全体的なシミュレーション動作にどのように影響するかを示しています。

Simulink® モデルが Accelerator モードである場合、[シミュレーション実行方法] を使用して指定されたブロック モードがシミュレーション モードよりも優先されます。

高速化モード

ブロック シミュレーションシミュレーション動作
NormalAcceleratorRapid Accelerator
Interpreted Executionブロックは MATLAB インタープリターを使用して実行される。ブロックは MATLAB インタープリターを使用して実行される。モデルからスタンドアロン実行可能ファイルが作成される。
Code Generationブロックがコンパイルされる。モデル内のすべてのブロックがコンパイルされる。

詳細については、シミュレーション モードの選択 (Simulink)を参照してください。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: SimulateUsing
型: enum
値: [インタープリター型実行][コード生成]
既定の設定: インタープリター型実行

[センサー アレイ] タブ

アレイを指定する方法。[Array (no subarrays)] または [MATLAB 式] として指定します。

  • Array (no subarrays) — ブロック パラメーターを使用してアレイを指定します。

  • Partitioned array — ブロック パラメーターを使用してアレイを指定します。

  • Replicated subarray — ブロック パラメーターを使用してアレイを指定します。

  • MATLAB 式 — MATLAB 式を使用してアレイを作成します。

アレイを作成するために使用される MATLAB 式。有効な Phased Array System Toolbox アレイ System object として指定します。

例: phased.URA('Size',[5,3])

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specify sensor array as][MATLAB 式] に設定します。

アレイを指定する方法。[Array (no subarrays)] または [MATLAB 式] として指定します。

  • Array (no subarrays) — ブロック パラメーターを使用してアレイを指定します。

  • MATLAB 式 — MATLAB 式を使用してアレイを作成します。

素子パラメーター

アンテナまたはマイクのタイプ。次のいずれかとして指定します。

  • 等方性アンテナ

  • カージオイド アンテナ

  • コサイン アンテナ

  • カスタム アンテナ

  • ガウス アンテナ

  • Sinc アンテナ

  • Omni Microphone

  • カスタム マイク

アンテナまたはマイク素子の動作周波数範囲を、[LowerBound,UpperBound] の形式で 1 行 2 列の行ベクトルとして指定します。この周波数範囲外では、素子は応答しません。周波数の単位は Hz です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ]Isotropic AntennaCosine Antenna、または Omni Microphone に設定します。

素子の背面応答を遮蔽するには、このチェック ボックスをオンにします。背面遮蔽が行われると、ブロードサイドから ±90° を超えるすべての方位角における応答は、ゼロに設定されます。ブロードサイド方向は方位角 0°、仰角 0° として定義されます。

依存関係

このチェック ボックスを有効にするには、[素子のタイプ]Isotropic Antenna または Omni Microphone に設定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カージオイド アンテナ] に設定します。

余弦パターンの指数を、非負のスカラーとして指定するか、非負値から成る 1 行 2 列の実数値の行列として指定します。[Exponent of cosine pattern] が 1 行 2 列のベクトルの場合、最初の要素は方位角方向の指数、2 番目の要素は仰角方向の指数になります。このパラメーターをスカラーに設定すると、方位方向と仰角方向の余弦パターンの両方について同じべき乗が適用されます。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ]Cosine Antenna に設定します。

アンテナとマイクの周波数応答を設定する周波数を、増加する実数値から成る 1 行 L 列の行ベクトルとして指定します。このベクトルの最小要素と最大要素によって指定される周波数範囲外では、アンテナ素子またはマイク素子は応答しません。周波数の単位は Hz です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ]Custom Antenna または Custom Microphone に設定します。これらの周波数での応答を設定するには、[Frequency responses (dB)] を使用します。

[Operating frequency vector (Hz)] パラメーターで定義された周波数に対するカスタム アンテナまたはカスタム マイクの周波数応答。[Frequency responses (dB)] の次元は、[Operating frequency vector (Hz)] パラメーターで指定されたベクトルの次元と一致しなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カスタム アンテナ] または [カスタム マイク] に設定します。

カスタム アンテナ パターンの座標系。[az-el] または [phi-theta] で指定します。[az-el] を指定する場合、[方位角 (deg)] および [仰角 (deg)] パラメーターを使用してパターンの点の座標を指定します。[phi-theta] を指定する場合、[Phi angles (deg)] および [Theta angles (deg)] パラメーターを使用してパターンの点の座標を指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カスタム アンテナ] に設定します。

アンテナ放射パターンを計算する方位角を 1 行 P 列の行ベクトルとして指定します。P は 2 より大きくなければなりません。方位角は -180° ~ 180° の範囲にあり、厳密に昇順でなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ] パラメーターを Custom Antenna に設定し、[Input Pattern Coordinate System] パラメーターを [az-el] に設定します。

放射パターンを計算する仰角を 1 行 Q 列のベクトルとして指定します。Q は 2 より大きくなければなりません。角度の単位は度です。仰角は -90° ~ 90° の範囲にあり、厳密に昇順でなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ] パラメーターを Custom Antenna に設定し、[Input Pattern Coordinate System] パラメーターを [az-el] に設定します。

アンテナ放射パターンを指定する点の phi 角度を、1 行 P 列の実数値の行ベクトルとして指定します。P は 2 より大きくなければなりません。角度の単位は度です。phi 角度は 0° ~ 360° の範囲にあり、厳密に昇順でなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ] パラメーターを Custom Antenna に設定し、[Input Pattern Coordinate System] パラメーターを [phi-theta] に設定します。

アンテナ放射パターンを指定する点の theta 角度を、1 行 Q 列の実数値の行ベクトルとして指定します。Q は 2 より大きくなければなりません。角度の単位は度です。theta 角度は 0° ~ 360° の範囲にあり、厳密に昇順でなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ] パラメーターを Custom Antenna に設定し、[Input Pattern Coordinate System] パラメーターを [phi-theta] に設定します。

複合アンテナ放射パターンの振幅。QP 列の行列または Q×P×L の配列として指定します。

  • [Input Pattern Coordinate System] パラメーターが [az-el] に設定されている場合、Q[Elevation angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなり、P[Azimuth angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなります。

  • [Input Pattern Coordinate System] パラメーターが [phi-theta] に設定されている場合、Q[Theta Angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなり、P[Phi Angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなります。

L[Operating frequency vector (Hz)] の長さに等しくなります。

  • このパラメーターが QP 列の行列の場合、[Operating frequency vector (Hz)] パラメーターで指定された "すべての" 周波数に同じパターンが適用されます。

  • 値が Q×P×L の配列の場合、配列の QP 列の各ページは、[Operating frequency vector (Hz)] パラメーターで指定された "対応する" 周波数のパターンを指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カスタム アンテナ] に設定します。

複合アンテナ放射パターンの位相。QP 列の行列または Q×P×L の配列として指定します。

  • [Input Pattern Coordinate System] パラメーターが [az-el] に設定されている場合、Q[Elevation angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなり、P[Azimuth angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなります。

  • [Input Pattern Coordinate System] パラメーターが [phi-theta] に設定されている場合、Q[Theta Angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなり、P[Phi Angles (deg)] パラメーターで指定されたベクトルの長さに等しくなります。

L[Operating frequency vector (Hz)] の長さに等しくなります。

  • このパラメーターが QP 列の行列の場合、[Operating frequency vector (Hz)] パラメーターで指定された "すべての" 周波数に同じパターンが適用されます。

  • 値が Q×P×L の配列の場合、配列の QP 列の各ページは、[Operating frequency vector (Hz)] で指定された "対応する" 周波数のパターンを指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カスタム アンテナ] に設定します。

依存関係

このパラメーターは、[素子のタイプ][カスタム アンテナ] に設定されている場合に有効になります。

依存関係

このパラメーターは、[素子のタイプ][ガウス アンテナ] に設定されている場合に有効になります。

極性パターン マイクの応答周波数。実数スカラー、または 1 行 L 列の実数値のベクトルとして指定します。応答周波数は、[Operating frequency vector (Hz)] ベクトルで指定された周波数範囲内でなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カスタム マイク] に設定します。

極性パターン応答角度を 1 行 P 列のベクトルとして指定します。角度は、マイクの中心収音軸から測定されます。また、-180° ~ 180° の範囲でなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カスタム マイク] に設定します。

カスタム マイク素子の極性パターンの振幅を LP 列の行列として指定します。L[Polar pattern frequencies (Hz)] で指定された周波数の数です。P[Polar pattern angles (deg)] で指定された角度の数です。行列の各行は、[Polar pattern frequencies (Hz)] で指定された対応する周波数と、[Polar pattern angles (deg)] で指定されたすべての角度で測定された極性パターンの振幅を表します。パターンは方位角平面で測定されます。方位角平面では、仰角は 0° であり、中心収音軸は方位角 0°、仰角 0° です。極性パターンは中心軸を中心に対称になります。極性パターンから 3 次元空間でのマイク応答パターンを構築できます。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[素子のタイプ][カスタム マイク] に設定します。

アレイ パラメーター

アレイのジオメトリ。次のいずれかとして指定します。

  • ULA — 等間隔直線アレイ

  • URA — 等間隔矩形アレイ

  • UCA — 等間隔円形アレイ

  • コンフォーマル アレイ — 任意の素子位置

ULA アレイまたは UCA アレイのアレイ素子の数。2 以上の整数として指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][ULA] または [UCA] に設定します。

隣接するアレイ素子間の間隔:

  • ULA — アレイ内の 2 つの隣接する素子間の間隔を正のスカラーとして指定します。

  • URA — 間隔を正のスカラーまたは正の値から成る 1 行 2 列のベクトルとして指定します。[Element spacing (m)] がスカラーの場合、行間隔と列間隔は等しくなります。[Element spacing (m)] がベクトルの場合、ベクトルの形式は [SpacingBetweenArrayRows,SpacingBetweenArrayColumns] になります。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][ULA] または [URA] に設定します。

ULA の直線軸方向。yx、または z として指定します。すべての ULA アレイ素子は、ローカル アレイ座標系でこの軸に沿って均等に配置されます。

依存関係

  • このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][ULA] に設定します。

  • このパラメーターは、ブロックが ULA アレイのみをサポートする場合にも有効になります。

URA アレイの寸法。正の整数または 1 行 2 列の正の整数のベクトルとして指定します。

  • [アレイ サイズ] が 1 行 2 列のベクトルの場合、ベクトルの形式は [NumberOfArrayRows,NumberOfArrayColumns] になります。

  • [アレイ サイズ] が整数の場合、アレイには各行と各列に同じ数の素子が含まれます。

URA の場合、アレイ素子はアレイの左端の列に沿って上から下にインデックスが付けられ、左から右へ次の列へと続きます。次の図では、[アレイ サイズ] の値が [3,2] であるため、3 行 2 列のアレイが作成されています。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][URA] に設定します。

URA 素子の位置の格子。[矩形] または [三角形] として指定します。

  • 矩形 — すべての素子を行方向と列方向に揃えます。

  • 三角形 — 矩形格子の偶数行の素子を行軸の正の方向にシフトします。変位量は行方向の素子間隔の半分です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][URA] に設定します。

アレイの法線方向。xy、または z として指定します。

平面アレイの素子は、選択したアレイの法線方向に直交する平面内に配置されます。素子のボアサイト方向は、アレイの法線方向に沿った向きになります。

アレイの法線パラメーター値素子の位置とボアサイト方向
xアレイ素子は yz 平面内に配置される。すべての素子のボアサイト ベクトルは x 軸に沿った向きになる。
yアレイ素子は zx 平面内に配置される。すべての素子のボアサイト ベクトルは y 軸に沿った向きになる。
zアレイ素子は xy 平面内に配置される。すべての素子のボアサイト ベクトルは z 軸に沿った向きになる。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][URA] または [UCA] に設定します。

UCA アレイの半径。正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][UCA] に設定します。

コンフォーマル アレイ内の素子の位置。実数値から成る 3 行 N 列の行列として指定します。ここで、N はコンフォーマル アレイ内の素子の数です。この行列の各列は、アレイのローカル座標系におけるアレイ素子の位置 [x;y;z] を表します。ローカル座標系の原点は (0,0,0) です。単位はメートルです。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][Conformal Array] に設定します。

データ型: double

コンフォーマル アレイ内の素子の法線ベクトルの方向。2 行 1 列の列ベクトルまたは 2 行 N 列の行列として指定します。N はアレイ内の素子数を示します。パラメーター値が行列の場合、各列は対応する素子の法線方向を、ローカル座標系における [azimuth;elevation] の形式で指定します。ローカル座標系では、正の x 軸をコンフォーマル アレイの法線方向に揃えます。パラメーター値が 2 行 1 列の列ベクトルの場合、すべてのアレイ素子に同じ指向方向が使用されます。

[Element positions (m)] パラメーターおよび [Element normals (deg)] パラメーターを使用すると、特定の変換によって素子のペアの位置関係が異なるような、あらゆる配置を表現できます。変換では、平行移動、方位角の回転、仰角の回転を組み合わせることができます。ただし、法線方向を中心に回転する必要がある変換は使用できません。

このパラメーターを有効にするには、[ジオメトリ][コンフォーマル アレイ] に設定します。

データ型: double

素子のテーパリングを複素数値スカラーまたは 1 行 N 列の複素数値の行ベクトルとして指定します。このベクトルでは、N はアレイ内の素子の数を表します。

"素子の重み" とも呼ばれるテーパーは、アレイ素子の応答に乗算されます。テーパーは、サイド ローブの削減や主応答軸のステアリングのために、応答の振幅と位相の両方を変更します。

[テーパー] がスカラーの場合、各素子に同じ重みが適用されます。[テーパー] がベクトルの場合、ベクトルから対応するセンサー素子に重みが適用されます。重みの数はアレイの素子の数と一致しなければなりません。

データ型: double

拡張機能

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C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2023b で導入