steervec

ステアリング ベクトル

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構文

sv = steervec(pos,ang)
sv = steervec(pos,ang,nqbits)

説明

sv = steervec(pos,ang) は、センサー アレイに到達する各入力平面波、または各入力平面波の集合に対するステアリング ベクトル sv を返します。ステアリング ベクトルは、各センサー素子における入力波の位相遅延の集合を表します。pos 引数は、センサー アレイ素子の位置を指定します。ang 引数は、入力波の到達方向を方位角と仰角で指定します。ステアリング ベクトル sv は、N 行 M 列の複素数値の行列です。この行列において、N はセンサー アレイ内の素子位置の数を表し、M は入力波の数を表します。sv の各列には、ang で指定された対応する方向に対するステアリング ベクトルが含まれます。センサー アレイ内のすべての素子は等方性であると仮定されます。

例

sv = steervec(pos,ang,nqbits) は、フェーズ シフターのビット数が nqbits に設定されている場合に、量子化された狭帯域ステアリング ベクトルを返します。

例

例

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ライブ スクリプトを開く

10 cm 間隔で配置された 5 つの素子から成る等間隔直線アレイを指定します。次に、周波数が 1 GHz で、到達方向が方位角 45°、仰角 0° である入力平面波を指定します。この波のステアリング ベクトルを計算します。

elementPos = (0:.1:.4);
c = physconst('LightSpeed');
fc = 1e9;
lam = c/fc;
ang = [45;0];
sv = steervec(elementPos/lam,ang)
sv = 5×1 complex

   1.0000 + 0.0000i
   0.0887 + 0.9961i
  -0.9843 + 0.1767i
  -0.2633 - 0.9647i
   0.9376 - 0.3478i
ライブ スクリプトを開く

10 cm 間隔で配置された 5 つの等方性素子を含む等間隔直線アレイ (ULA) を指定します。次に、周波数が 1 GHz で、到達方向が方位角 45°、仰角 0° である入力平面波を指定します。この波のステアリング ベクトルを計算します。ステアリング ベクトルを 3 ビットに量子化します。

elementPos = (0:.1:.4);
c = physconst('LightSpeed');
fc = 1e9;
lam = c/fc;
ang = [45;0];
sv = steervec(elementPos/lam,ang,3)
sv = 5×1 complex

   1.0000 + 0.0000i
   0.0000 + 1.0000i
  -1.0000 + 0.0000i
  -0.0000 - 1.0000i
   1.0000 + 0.0000i

入力引数

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センサー アレイの素子の位置。1 行 N 列のベクトル、2 行 N 列の行列、または 3 行 N 列の行列として指定します。このベクトルまたは行列において、N はアレイの素子の数を表します。pos の各列は、素子の座標を表します。pos は、1 行 N 列のベクトルである場合、ライン アレイのセンサー素子の y 座標を表します。x 座標と z 座標はゼロであると仮定されます。pos は、2 行 N 列の行列である場合、平面アレイのセンサー素子の (y,z) 座標を表します。このアレイは yz 平面内に配置されると仮定されます。x 座標はゼロであると仮定されます。pos が 3 行 N 列の行列である場合、アレイは任意の形状にできます。センサーの位置は、信号の波長を単位とします。

例: [0,0,0; 0.1,0.4,0.3; 1,1,1]

データ型: double

入力信号の到達方向。1 行 M 列のベクトル、または 2 行 M 列の行列として指定します。ここで、M は入力信号の数です。ang が 2 行 M 列の行列である場合、各列は、入力信号の方向を方位角と仰角 [az;el] で指定します。方位角は -180° ～ 180°、仰角は -90° ～ 90° の範囲でなければなりません。方位角は、x 軸と、到達方向ベクトルの xy 平面への投影との間の角度です。x 軸から y 軸に向かって測定する場合に正になります。仰角は、到達方向ベクトルと xy 平面との間の角度です。z 軸に向かって測定する場合に正になります。ang は、1 行 M 列のベクトルである場合、方位角のセットを表し、仰角は 0 と仮定されます。角度の単位は度で指定します。

例: [45;0]

データ型: double

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を量子化するために使用されるビットの数。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。

例: 5

出力引数

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ステアリング ベクトル。N 行 M 列の複素数値の行列として返されます。この行列において、N はアレイのセンサー素子の数を表し、M は入力平面波の数を表します。sv の各列は、ang の同じ列に対応します。

参照

[1] Van Trees, H.L. Optimum Array Processing. New York, NY: Wiley-Interscience, 2002.

[2] Johnson, Don H. and D. Dudgeon. Array Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1993.

[3] Van Veen, B.D. and K. M. Buckley. “Beamforming: A versatile approach to spatial filtering”. IEEE ASSP Magazine, Vol. 5 No. 2 pp. 4–24.

拡張機能

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バージョン履歴

R2013a で導入

参考

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