Phased Array System Toolbox
Entwerfen und Simulieren von Sensor-Array- und Beamforming-Systemen
Die Phased Array System Toolbox™ bietet Algorithmen und Apps für den Entwurf und die Simulation von Sensor-Array- und Beamforming-Systemen in drahtlosen Anwendungen in den Bereichen Radar, Funkkommunikation, Sonar und medizinische Bildgebung. Damit ist es möglich, das Verhalten von aktiven und passiven Arrays zu modellieren und zu analysieren, einschließlich Subarrays und beliebiger Geometrien. Simulierte Signale können von diesen Arrays gesendet und empfangen werden, um Beamforming- und Signalverarbeitungsalgorithmen zu entwerfen.
Bei 5G- und LTE-Mobilfunk-, SATCOM- und WLAN-Kommunikationssystemen haben Sie die Möglichkeit, mehrstrahlige und elektronisch steuerbare Antennen zu entwickeln. Die Toolbox enthält Algorithmen zur Simulation von hybriden und volldigitalen Beamforming-Architekturen für Massive-MIMO- und Millimeterwellen-Systeme. Dadurch lassen sich Multipath-Fading-Umgebungen simulieren, um die Leistung von Beamforming-Antennen-Arrays zu testen.
Für den Entwurf von Radar-, Sonar- und akustischen Systemen enthält die Toolbox verschiedene Signalverarbeitungsalgorithmen zum Beamforming, zur adaptiven Raum-Zeit-Verarbeitung (STAP), zur DOA-Schätzung (Direction of Arrival), zum Matched Filtering und zur Signaldetektion. Die Toolbox bietet darüber hinaus kontinuierliche und gepulste Wellenformen, mit denen Sie Testsignale erzeugen und Zielechos, Interferenzen und Ausbreitungseffekte simulieren können.
Für die Beschleunigung der Simulation oder Desktop Prototyping unterstützt die Toolbox die Generierung von C Code. Referenzbeispiele unterstützen dabei Workflows zur Generierung von HDL-Code aus Simulink®-Modellen.
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Erkundung von hybriden Beamforming-Architekturen für 5G-Systeme
White Paper lesenEntwerfen und Analysieren von Phased Arrays
Modellieren und analysieren Sie Phased Arrays, einschließlich der Array-Geometrie, der Elementabstände, individueller Antennenelemente, der Phased-Shift-Quantisierung, der gegenseitigen Kopplung sowie gestörter Elemente.
Sensor Array Analyzer-App für ein interaktives Array-Design.
Sub-Array-Modellierung
Modellieren Sie Sub-Arrays, die in modernen Phased-Array-Systemen häufig genutzt werden.
Phased-Array-Antenne in Verbindung mit Sub-Arrays.
Modellierung der Polarisation
Senden, übertragen, reflektieren und empfangen Sie polarisierte elektromagnetische Felder.
Beamforming und DOA-Schätzung
Modellieren Sie digitale Beamforming-Algorithmen für Schmalband und Breitband. Unterdrücken Sie mit adaptiven Beamformern Interferenzen und vermeiden Sie Selbstauslöschung. Verwenden Sie Techniken der adaptiven Raum-Zeit-Verarbeitung (STAP), um Stördaten und Störsender zu entfernen. Schätzen Sie die Direction of Arrival (DOA) eintreffender Signale.
Schmalband- und Breitband-Beamforming
Modellieren Sie digitale Beamforming-Algorithmen für Schmalband und Breitband. Die Algorithmen umfassen spektralbasierte und kovarianzbasierte Techniken.
Beamforming für ein Phased-Array-System.
Adaptive Raum-Zeit-Verarbeitung
Kombinieren Sie die adaptive Raum-Zeit-Verarbeitung (STAP) mit einer zeitlichen und räumlichen Filterung, um interferierende Störsignale zu eliminieren. Verwenden Sie eine STAP-Verarbeitung, um sich langsam oder gar nicht bewegende Ziele in Hintergrund-Stördaten zu erkennen.
Adaptive Raum-Zeit-Verarbeitung.
Schätzung der Direction of Arrival
Verwenden Sie die DOA-Schätzung, um die Richtung einer strahlenden oder reflektierenden Quelle zu lokalisieren. Zu den DOA-Algorithmen gehören Beamscan, MVDR, MUSIC, 2D-MUSIC, Root-MUSIC und Monopuls-Tracker für sich bewegende Objekte.
DOA-Schätzung mit MVDR.
Pulskompression und Zielerfassung
Generieren Sie Zielerfassungen mithilfe von Constant False Alarm Rate (CFAR), 2D-CFAR und Optimalfiltern. Erzeugen Sie ROC-Kurven und untersuchen Sie die Anforderungen mit Radar- und Sonargleichungen.
Erkennung einer konstanten Falschalarmrate.
Entfernungs- und Doppler-Schätzung
Schätzen Sie den Bereich und erzeugen Sie Entfernungs-Doppler- und Entfernungs-Winkel-Antworten.
Entfernungs-Doppler-Antwort aus einem Radardatenwürfel.
Gepulste und kontinuierliche Wellenformen, Optimalfilter und Ambiguitätsfunktionen
Entwerfen Sie gepulste und kontinuierliche Wellenformen und entsprechende Optimalfilter. Generieren Sie Basisband-IQ-Daten zur Simulation und Modellierung.
Wellenformanalyse mithilfe der Ambiguitätsfunktion.
Signalausbreitung und Ziele
Modellieren Sie Ziele mit RCS-Mustern basierend auf Azimut, Höhe und Frequenz. Definieren Sie Sensor- und Zielbahnen. Modellieren Sie mehrwegige MIMO-Kanäle mit Streustrahlern und Umgebungsbedingungen wie Regen, Gas und Nebel.
MIMO-Kommunikationssysteme
Modellieren Sie MIMO-Kommunikationssysteme mit großen Phased-Array-Frontends. Partitionieren Sie Beamforming-Architekturen über Basisband- und RF-Subsysteme.
Hybrides Beamforming zur MIMO-Kommunikation.
Radar- und EW-Systeme
Simulieren Sie Radar- und EW-Systeme.
Zielpeaks oberhalb einer Erkennungsschwelle.
Sonare und räumliche Audiosysteme
Simulieren Sie sonare und räumliche Audiosysteme.
Unterwasser-Ausbreitungswege zwischen Sender und Empfänger mithilfe eines Bellhop-Modells.
Algorithmusbeschleunigung und Codegenerierung
Beschleunigen Sie Simulationen und Anwendungen mit generiertem C/C+, oder mit der Datenflussdomäne in Simulink®. Folgen Sie den Referenz-Workflows, um HDL-Code aus Simulink-Modellen zu generieren.
Codegenerierung für räumliche Signalverarbeitungsalgorithmen
Generieren Sie C/C++ und MEX-oder HDL-Code für Algorithmen zur räumlichen Signalverarbeitung.
Streamen und beschleunigen Sie die Simulation von Radarsystemen.
Datenfluss zur Beschleunigung der Simulation
Verwenden Sie die Datenflussdomäne, um die Simulationszeiten mit parallelen Verarbeitungsprozessen zu reduzieren.
Beschleunigung des Datenflusses.
