matlab实现任意阵列的常规波束形成

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⛄ 内容介绍

波束形成是阵列信号处理中的一个研究热点,其应用涉及雷达,通信,声纳,导航,射电天文以及生物医学工程等军事和民用领域。本文基于matlab实现任意阵列的常规波束形成。

⛄ 代码

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clc

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% n基元的数量

% b波束的指向，单位为角度

% fs抽样频率

% c波速

% f信号频率

% an为阵元点的位置

%以下为设置,可以修改

N=1                         % N波束图的角度分辨力

T=0.01                      % T信号的长度

f=100;c=1500;b=-30;fs=5*f;an=[0 0;1 1; -1 2; 4 5;6  7;-3 -4;-7 -5;-2 -5]   % 信号初始信息

%以下为程序

t=0:1/fs:T;                 % 抽样时间

s0=exp(j*2*pi*f*t);         % 原始信号

number=length(t);           % 采样点的长度

[n,v]=size(an);             % n为阵元个数

S=zeros(n,number);          % 建立一个N行length(t)列的零矩阵用来表示收到的信号                       

P=zeros(n,number);          % 建立一个N行length(t)列的零矩阵用来表示处理后的信号

power=zeros(1,(360/N) 1);   % 用来放功率

for m=1:n

    bn(m,:)=an(m,:)-an(1,:);

end

cn(:,1)=-sin(b*pi/180)*bn(:,1);

cn(:,2)=-cos(b*pi/180)*bn(:,2);

dn=cn(:,1) cn(:,2);

tao=dn/c;                     % tao为各阵元点与第一个阵元点的时延

for m=1:n

    kn=tao(m,1);

    S(m,:)=exp(j*2*pi*f*(t kn));  % S为收到的信号

end

i=0;

for thita=-180:N:180

    i=i 1;

    thi=thita*pi/180;           % 探测角度进行幅度转换

    cn0(:,1)=-sin(thi)*bn(:,1);

    cn0(:,2)=-cos(thi)*bn(:,2);

    dn0=cn0(:,1) cn0(:,2);

    tao0=dn0/c;                 

    

    

    % 下面对信号进行处理

    for m=1:n

        kn0=tao0(m,1);

        P(m,:)=S(m,:)*exp(-j*2*pi*f*kn0);  % S为收到的信号

    end

    S1=sum(P);                                     % 系统的输出

    power(i)=abs(S1*S1')/number;                   % 输出功率  

end

subplot(2,1,1);

plot(-180:N:180,power/max(power));

title('归一化波束图')

xlabel('与正横方向所成角度')

ylabel('响应幅值')

text(2,0.5,'f=100k;c=1500;fs=5f');

subplot(2,1,2);              %下面画出框图和蝶形图

thita=-180:N:180      %将弧度T还原为角度以在图中进行标注

power0=20*log10(power/max(power));

plot(thita,power0)

title('对数化波束图')

axis([-200,200,-200,4])

xlabel('与正横方向所成角度')

ylabel('响应强度(dB)') 

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 付华敏.基于TS201的自适应波束形成算法实现[D].哈尔滨工程大学,2013.

[2] 潘敏.阵列天线波束形成技术研究[D].桂林电子科技大学,2010.DOI:10.7666/d.D563606.

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