阵列信号处理方面10个经典程序.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.26M 资料格式：doc 举报版权申诉

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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; element_num2=128; element_num3=1024; lamda=0.03; d=1/2*lamda; theta=0:0.5:90; for j=1:length(theta); %波长为 0.03 米 %阵元间距与波长的关系 %阵元数 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 d  / 2 时，会出现栅瓣，导致空间模糊。仿真图如下： 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; source_num=1; d_lamda=1/2; 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); %阵元数 %信源数 %阵元间距与波长的关系 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') 5. %最大信噪比准则方向图和功率谱 clc; clear all; close all; ima=sqrt(-1); element_num=8; d_lamda=1/2; theta=-90:0.5:90; theta0=0; theta1=20; L=512; for i=1:L %阵元数为 8 %间距为半波长 %范围 %来波方向 %干扰方向 %采样单元数 amp0=10*randn(1); amp1=200*randn(1);

ampn=1; s(:,i)=amp0*exp(ima*2*pi*1/2*sin(theta0*pi/180)*[0:element_num-1]'); j(:,i)=amp1*exp(ima*2*pi*1/2*sin(theta1*pi/180)*[0:element_num-1]'); n(:,i)=ampn*(randn(element_num,1)+ima*randn(element_num,1)); a=exp(ima*2*pi*d_lamda*sin(theta(j)*pi/180)*[0:element_num-1]'); f(j)=Wopt'*a; p(j)=a'*Rs*a+a'*Rnj*a; end Rs=1/L*s*s'; Rnj=1/L*(j*j'+n*n'); [V,D]=eig(Rs,Rnj); [D,I]=sort(diag(D)); Wopt=V(:,I(8)); for j=1:length(theta) %信号自相关矩阵 %干扰+噪声的自相关矩阵 %（Rs,Rnj）的广义特征值和特征向量 %排序 %最优权矢量 end F=20*log10(abs(f)/max(max(abs(f)))); P=20*log10(abs(p)/max(max(abs(p)))); subplot(121) plot(theta,F);grid on;hold on plot(theta0,-50:0,'.');plot(theta1,-50:0,'.') xlabel('theta/0');ylabel('F in dB'); title('max-SNR 方向图'); axis([-90 90 -50 0]); hold on subplot(122) plot(theta,P,'r');grid on xlabel('theta/0');ylabel('功率 in dB'); title('max-SNR 功率谱') 仿真图如下：

6. %ASC 旁瓣相消----MSE 准则 clc;close all;clear all ima=sqrt(-1); M=32; d_lamda=.5; theta0=-30; theta1=60; L=512; s=zeros(1,512); for ii=1:L; %辅助天线的数目 %来波方向 %干扰方向 %采样单元数 %预划分一个区域 amp0=1*randn(1); %信号的幅度随机产生，保证信号之间是不相关的 amp1=200*randn(1); ampn=1; jam(:,ii)=amp1*exp(ima*2*pi*0.5*sin(theta1*pi/180)*[0:M-1]')+ampn*(randn(M,1) +ima*randn(M,1)); %干扰+噪声 s(ii)=amp0*exp(ima*2*pi*0.5*sin(theta0*pi/180))+amp1*exp(ima*2*pi*0.5*sin(thet a1*pi/180))+ampn*(randn(1,1)+ima*randn(1,1));%接收信号（信号+干扰+噪声） %噪声自相关矩阵，相当于 X（t） s0(ii)=amp0*exp(ima*2*pi*0.5*sin(theta0*pi/180)); end Rx=1/L*jam*jam'; r_xd=1/L*jam*s'; Wopt=pinv(Rx)*r_xd; delta=s0-(s-Wopt'*jam); delta1=abs(mean(delta.^2)-(mean(delta)).^2) %方差 theta=linspace(-pi/2,pi/2,200); for jj=1:length(theta) a=exp(ima*2*pi*.5*sin(theta(jj))*[0:M-1]'); f(jj)=Wopt'*a; end F=20*log10(abs(f)/(max(max(abs(f))))); figure(1) plot(theta*180/pi,F),grid on,hold on plot(theta0,-50:0,'.') plot(theta1,-50:0,'.') xlabel('theta/o'); ylabel('F/dB'); title('MSE 准则下的方向图') axis([-90 90 -50 0]);%可为 x 轴和 y 轴设置一个极限范围仿真图如下：

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