相控阵画廊
本例展示了如何使用相控阵系统工具箱™对各种天线阵列几何形状进行建模和可视化。这些几何图形也可以用于建模其他类型的阵列，如水听器阵列和麦克风阵列。您可以查看每个图的代码，并在您自己的项目中使用它。
线性阵列
线性天线阵列的元素之间可以有均匀或不均匀的间距。这种最常见的线性天线阵是均匀线性阵(ULA)。
N = 20;%元素数量D = 0.5;%元素间距(m)齿龈= phased.ULA (N、D);viewArray(齿龈,“标题”,“统一线性阵列(ULA)”甘氨胆酸)组(,“CameraViewAngle”, 4.4);
最小冗余线性阵列(MRLA)是非均匀间距线性阵列的一个例子。MRLA将具有相同空间相关滞后的元素对的数量最小化。可以设计孔径相当于7元ULA的4元阵列。
N = 4;%元素数量pos = 0 (N);Pos (2，:) = [-1.5 -1 0.5 1.5];%光圈相当于7元ULAmrla =分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0 (2 N));viewArray (mrla“标题”,“最小冗余线性阵列(MRLA)”甘氨胆酸)组(,“CameraViewAngle”, 4.85);
圆形阵列
圆形天线阵列在元件之间也可以有均匀或不均匀的间距。接下来是均匀圆形阵列(UCA)的一个例子。
N = 24;%元素数量R = 1;%半径(米)uca = phased.UCA (N, R);viewArray (uca“ShowNormals”,真的,“标题”,“统一圆形阵列(UCA)”)视图(0,90)
相同单元数、不同半径的多个圆形天线阵列形成同心圆阵列。
N = 16;%每个环上的元素数量R = [1 1.5 2];%半径(米)azang = (0: n - 1) * 360 / n - 180;pos = [0 (1, N); cosd (azang);信德(azang)];elNormal = 0 (2 N);concentricCircularArray =分阶段。ConformalArray (…“ElementPosition”, (R (1) * pos (2) * pos R (3) * pos),…“ElementNormal”, (elNormal elNormal elNormal]);viewArray (concentricCircularArray“标题”,“同心圆形阵列”);
平面阵列与矩形网格
平面天线阵列可以有统一的网格(或晶格)和不同的边界形状。下面是一个具有矩形网格和矩形边界的均匀矩形阵列(URA)的例子。
M = 18;%每行上的元素个数N = 16;%每列上的元素数量dy = 0.5;每行元素之间的间距% (m)dz = 0.5;每列元素之间的间距(m)ura所言=分阶段。(N [M], [dz dy]);viewArray (ura所言,“标题”,“统一矩形阵列(URA)”);
也可以用圆形边界建模平面天线阵。下面的代码从一个URA开始，并删除圆外的元素。
N = 20;矩形数组的每一行/列上的元素数量dy = 0.5;每行元素之间的间距% (m)dz = 0.5;每列元素之间的间距(m)R = 4.5;%半径(米)refArray = phased.URA (N, [dy, dz]);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove =总和(pos。^ 2)> R ^ 2;pos (:, elemToRemove) = [];%排除圆外的元素circularPlanarArray =分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (circularPlanarArray“标题”,圆形平面阵列的);
接下来是一个椭圆边界的平面天线阵的例子。
N = 20;矩形数组的每一行/列上的元素数量dy = 0.5;每行元素之间的间距% (m)dz = 0.5;每列元素之间的间距(m)Ry = 4.5;%主半径(m)Rz = 2.8;%小半径(m)refArray = phased.URA (N, [dy, dz]);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove = (pos)(2:) /变化。^ 2 + (pos (3:) / Rz) ^ 2 > 1;pos (:, elemToRemove) = [];%排除椭圆外的元素ellipticalPlanarArray =分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (ellipticalPlanarArray“标题”,“椭圆平面阵”);
下一个例子是带有矩形网格的六边形阵列。
Nmin = 7;底部行元素的数量Nmax = 19;%最宽行上的元素数量dy = 0.5;%的行间距dz = 0.5;%列间距rows = [Nmin:2:Nmax Nmax-2:-2:Nmin];N =总和(行);%元素总数停止= cumsum(行);开始= stop-rows + 1;pos = 0 (N);数= 0;为m = Nmin-Nmax:2:Nmax-Nmin count = count+1;idx =启动(计数):停止(数);idx pos(2) =(-(行(计数)1)/ 2:(行(count) 1) / 2) * dy;idx pos (3) = m / 2 * dz;结束hexagonalPlanarArray =分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0 (2 N));viewArray (hexagonalPlanarArray…“标题”,“带矩形网格的六边形平面阵列”);
带三角形网格的平面阵列
三角形网格提供了有效的空间采样，在实践中得到了广泛的应用。在这里，可以应用不同的边界几何图形。首先是带有三角形晶格的矩形阵列。
M = 18;%每行上的元素个数N = 16;%每列上的元素数量dy = 0.5;每行元素之间的间距% (m)dz = 0.5;每列元素之间的间距(m)rectArrayTriGrid =分阶段。(N [M], [dz dy],“格子”,“三角”);viewArray (rectArrayTriGrid…“标题”,“三角形网格矩形阵列”);
接下来是带有三角形晶格的圆形平面天线阵。
N = 18;矩形数组的每一行/列上的元素数量dy = 0.5;每行元素之间的间距% (m)dz = 0.5;每列元素之间的间距(m)R = 4.5;%半径(米)refArray =分阶段。(N, dy, dz,“格子”,“三角”);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove =总和(pos。^ 2)> R ^ 2;pos (:, elemToRemove) = [];%排除圆外的元素circularPlanarArrayTriGrid =分阶段。ConformalArray (…“ElementPosition”、pos、“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (circularPlanarArrayTriGrid…“标题”,“带三角形网格的圆形平面阵列”);
下一个是带有三角形晶格的椭圆平面天线阵。
N = 18;矩形数组的每一行/列上的元素数量dy = 0.5;每行元素之间的间距% (m)dz = 0.5;每列元素之间的间距(m)Ry = 4.5;%主半径(m)Rz = 2.8;%小半径(m)refArray =分阶段。(N, dy, dz,“格子”,“三角”);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove = (pos)(2:) /变化。^ 2 + (pos (3:) / Rz) ^ 2 > 1;pos (:, elemToRemove) = [];%排除椭圆外的元素ellipticalPlanarArrayTriGrid =…分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (ellipticalPlanarArrayTriGrid…“标题”,“带三角形网格的椭圆平面阵列”);
接下来是一个均匀六方阵列(UHA)的例子。
Nmin = 9;底部行元素的数量Nmax = 17;中间行元素的数量dy = 0.5;%的行间距dz = 0.5 * sin(π/ 3);%列间距rows = [Nmin:Nmax Nmax-1:-1:Nmin];N =总和(行);%元素总数停止= cumsum(行);开始= stop-rows + 1;pos = 0 (N);数= 0;为m = Nmin-Nmax:Nmax-Nmin count = count+1;idx =启动(计数):停止(数);idx pos(2) =(-(行(计数)1)/ 2:(行(count) 1) / 2) * dy;idx pos (3) = m * dz;结束uha =分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0 (2 N));viewArray (uha“标题”,“统一六边形阵列(UHA)”);
变薄的数组
你也可以用非均匀网格建模平面天线阵列。接下来是一个薄天线阵的例子。
M = 19;%每行上的元素个数N = 17;%每列上的元素数量dy = 0.5;每行元素之间的间距% (m)dz = 0.5;每列元素之间的间距(m)refArray =分阶段。(N [M], [dz dy]);pos = getElementPosition (refArray);elemToRemove = [3:11: M * (N - 1) / 2 M * N - 3: -11: (N + 1) / 2);pos (:, elemToRemove) = [];thinnedURA =分阶段。ConformalArray (“ElementPosition”、pos、…“ElementNormal”0(2、大小(pos, 2)));viewArray (thinnedURA“标题”,“变薄数组”);
半球形共形阵列
你也可以对非平面阵列建模。在许多应用中，传感器必须符合其所安装曲面的形状。下面是一个天线阵列的例子，其元素均匀分布在一个半球上。
R = 2;%半径(米)阿兹= 90:10:90;%方位角度el = 80:10:80;%仰角(不含极点)[az_grid, el_grid] = meshgrid(az,el);极点= [0 0;-90 90);%加南极和北极nDir =[极点[az_grid(:) el_grid(:)]'];%元素法线方向N =大小(nDir 2);%元素数量[x, y, z] = sph2cart (degtorad (nDir (1,:)), degtorad (nDir (2:)), R * 1 (1, N));hemisphericalConformalArray =分阶段。ConformalArray (…“ElementPosition”[x;y;z),“ElementNormal”(nDir);viewArray (hemisphericalConformalArray…“标题”,半球形共形阵列的);视图(90 0)
子串
可以对子数组进行建模和可视化。接下来是一个连续子数组的例子。
replicatedURA =分阶段。ReplicatedSubarray (“子数组”phased.URA (5)…“布局”,“矩形”,…“GridSize”3 [3],“GridSpacing”,“汽车”);viewArray (replicatedURA“标题”,“3x3子数组，每个子数组有5x5个元素”);
你可以在非均匀网格上布局子阵列。下一个例子模拟了一个子数组的T/R模块的故障。
Ns = 6;%子数组个数posc = 0 (Ns);: posc (2) = 5:2.5:7.5;子数组相位居中posc (:, 3) = [];%拿出第三个子阵列模拟T/R故障defectiveSubarray =分阶段。ReplicatedSubarray (…“子数组”,分阶段。(25 [5]),…“布局”,“自定义”,…“SubarrayPosition”posc,…“SubarrayNormal”0 (Ns-1));viewArray (defectiveSubarray“标题”,“有缺陷的子数组”);视图(90 0)
子阵列可以交错和重叠以减轻光栅瓣。
N = 40;%元素数量Ns = 8;%子数组个数选取= 0 (Ns, N);Nsec = N / Ns;为m = 1: Ns如果m==1 sel(m，(m-1)*Nsec+1:m*Nsec+1) =1;elseifm==Ns sel(m，(m-1)*Nsec:m*Nsec) = 1;其他的(m - 1) * Nsec选取(m: m * Nsec + 1) = 1;结束结束overlappedSubarray =分阶段。PartitionedArray (“数组”phased.ULA (N),…“SubarraySelection”、选取);viewArray (overlappedSubarray“标题”,“重叠子阵”);集(gca),“CameraViewAngle”, 4.65);
在某些空间受限的应用中，例如在卫星上，多个天线阵列必须共享相同的空间。元素组是交错的、交错的或穿插的。下一个例子建模交错的、不重叠的子数组。
N = 20;idx =重塑(randperm N * N, N, N);选取= 0 (N, N * N);为i =1:N, sel(i,idx(i，:)) =1;结束interleavedArray =分阶段。PartitionedArray (“数组”phased.URA (N),…“SubarraySelection”、选取);viewArray (interleavedArray“标题”,交错数组的);
另一种非平面天线阵是具有多个平面面的天线阵。下一个例子显示了作为子阵列排列在球体上的均匀六边形阵列。
R = 9;%半径(米)阿兹= unigrid(-180、60180、“()”);%方位角度el = unigrid(-30、60、30);%仰角(不含极点)[az_grid, el_grid] = meshgrid(az,el);极点= [0 0;-90 90);%加南极和北极nDir =[极点[az_grid(:) el_grid(:)]'];%子数组法线方向N =大小(nDir 2);%子数组个数[x, y, z] = sph2cart (degtorad (nDir (1,:)), degtorad (nDir (2:)), R * 1 (1, N));sphericalHexagonalSubarray =分阶段。ReplicatedSubarray (“子数组”uha,…“布局”,“自定义”,…“SubarrayPosition”[x;y;z),…“SubarrayNormal”(nDir);viewArray (sphericalHexagonalSubarray…“标题”,“球面上的六边形子阵”);视图(30,0)
你还可以从不同的角度观看阵列，并在3d中交互旋转它。
rotate3d视图(0,90)在
你也可以从以下列表中选择一个网站: