波束形成Matlab程序0314195429Word格式.docx

1、仿真图如下:N=li A 4 III l V F|i 4 fi | 4l11 F 1 K| I 41 1 III 1I 1 II f1 1 ll1 V 1丄 L It L i T 7M 1 1 4id i i 41 1 1 4L*lLit丄i | iI t I j t 4* * i1 JL 9 I i| Ji i il i i2 46 *1 *0 6 0 0 5 1 1 5thetaradian*2. 波束宽度与波达方向及阵元数的关系clcclear allclose allima=sqrt（-1）;element_num1=16; %阵元数element_num2=128;element_n

2、um3=1024;lamda=0.03; %波长为 0.03 米d=1/2*lamda; %阵元间距与波长的关系 theta=0:0.5:90;length（theta）; 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_nu

3、m3*d）; plot（theta,fai,r,theta,psi,b,theta,beta,g）,grid on xlabel（thetaWidth in radians 波束宽度与波达方向及阵元数的关系 ） 仿真图如下：波束宽度与波达方向及阵元数的关系0.70 6匸Jo.3-0503 et h47060903.当阵元间距d /2时，会出现栅瓣，导致空间模糊。8P apj三CEelamda为2液长-10 12lamda为09咅波长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 alleleme nt_num=32; % 阵元数source_ num

4、=1; % 信源数d_lamda=1/2; %阵元间距与波长的关系theta=li nspace（-pi/2,pi/2,200）;thetaO=O; %来波方向w=exp（ima*2*pi*d_lamda*s in （theta0）*0: for j=1:le ngth（theta）;a=exp（ima*2*pi*d_lamda*s in （theta（j）*0:subplot（1,2,1）plot（theta,abs（p）,grid on xlabel（theta/radia n） ylabel（） title（按定义的方向图） pfft=fftshift（fft（w,128）;subplo

5、t（1,2,2）plot（li nspace（-pi/2,pi/2,128）,abs（pfft）,grid on xlabel（FFT_amplitude最优权的傅里叶变换抿定史的方向图35最优权的傅里叶变摄ai.J.ji ii1 II1 :3*q|1ciZ 1J15-1= I1 iIIii!lHi iiLIcw |1 -i2 -1 1 25. %最大信噪比准则方向图和功率谱 clear all; close all; ima=sqrt（-1）;theta=-90:%阵元数为 8%间距为半波长 %范围 %来波方向theta1=20;%干扰方向L=512; %采样单元数for i=1:Lamp0

6、=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-1j（:,i）=amp1*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta1*pi/180）*0: n（:,i）=ampn*（randn（element_num,1）+ima*randn（element_num,1）;Rs=1/L*s*s;%信号自相关矩阵Rnj=1/L*（j*j+n*n%干扰+噪声的自相关矩阵V,D=eig（Rs,Rnj）;% （Rs,Rnj）的广义特征值和特征向量D,I=s

7、ort（diag（D）;%排序Wopt=V（:,I（8）;%最优权矢量length（theta） a=exp（ima*2*pi*d_lamda*sin（theta（j）*pi/180）*0: f（j）=Woptp（j）=a*Rs*a+a*Rnj*a;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:） xlabel（theta/0F in dBmax

8、-SNR 方向图 axis（-90 90 -50 0）;hold onsubplot（122） plot（theta,P,grid ontheta/O功率 in dBmax-SNR 功率谱 仿真图如下：-10-20-30轻-4QB -so*70-80-90-100 -50 fl SO 100the?l 屮口6.%ASC旁瓣相消-MSE准则M=32;%辅助天线的数目d_lamda=.5;theta0=-30;theta仁60;%米样单兀数s=zeros（1,512）;%预划分一个区域for ii=1:L;ampO=1*ra ndn （1）; %信号的幅度随机产生，保证信号之间是不相关的amp1=

9、200*ra ndn （1）;amp n=1;jam（:,ii）=amp1*exp（ima*2*pi*0.5*si n（theta1*pi/180）*0:M-1）+amp n*（ra ndn （M,1）+ima*ra ndn （M,1）; % 干扰 + 噪声s（ii）=amp0*exp（ima*2*pi*0.5*si n（theta0*pi/180）+amp1*exp（ima*2*pi*0.5*si n（thet a1*pi/180）+amp n*（ra ndn （1,1）+ima*ra ndn （1,1）;% 接收信号（信号 + 干扰 + 噪声）s0（ii）=amp0*exp（ima*2*p

10、i*0.5*si n（theta0*pi/180）;%噪声自相关矩阵，相当于X （t）Rx=1/L*jam*jamr_xd=1/L*jam*sWopt=p in v（Rx）*r_xd;delta=s0-（s-Wopt*jam）;delta仁abs（mea n（delta42）-（mea n（ delta）.A2） % 方差for jj=1:le ngth（theta） a=exp（ima*2*pi*5*s in （theta（jj）*0: f（jj）=WoptF=20*log10（abs（f）/（max（max（abs （f）;figure（1）plot（theta*180/pi,F）,gri

11、d on,hold onplot（theta0,-50:theta/oF/dBMSE准则下的方向图%可为x轴和y轴设置一个极限范围胎E准则下的方向图theta/c7. %线性约束最小方差 （LCMV） 准则 clc;clear all ;%阵元数90-0.3; %搜索范围 %三个信号源的来波方向theta1=30;theta2=60;amp1=100*randn（1）;amp2=10*randn（1）;ampn=10;x（:）+.amp1*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta1*pi/180）*0:amp2*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta2*pi/180）

12、*0:）+. ampn*（randn（element_num,1）+ima*randn（element_num,1）; endRx=1/L*x* xsteer1=exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta0*pi/180）*0:steer2=exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta1*pi/180）*0:steer3=exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta2*pi/180）*0:C=steer1 steer2 steer3;F=1 0 1 %把三个方向都作为来波方向w=inv（Rx）*C*（inv（C*inv（Rx）*C）*F; a=exp（ima*2*pi

13、*d_lamda*sin（theta（j）*pi/180）*0: f（j）=wp（j）=1/（a*inv（Rx）*a）;f=10*log10（abs（f）/（max（max（abs（f）;subplot（121）plot（theta,f）,grid on,hold onplot（theta0,-20:plot（theta1,-20:plot（theta2,-20:Capon beamforming 方向图 axis（-90 90 -20 0）;P=10*log10（abs（p）/（max（max（abs（p）; subplot（122）plot（theta,P）,grid on,hold on

14、 plot（theta0,-20:） plot（theta1,-20:） plot（theta2,-20:功率 /dBC apon beamformi ng 功率谱theta/o6-8121416-ie-SC叩on beamfiornning功率谱9询百-100 -60 0theta/g8. %Capon beamforming Clc;%阵元间距与波长的关系theta=-9O:O.5:9O;%范围theta1=2O;theta2=6O;L=1000; % 采样单元数ampO=1O*ra ndn;信号的幅度随机产生，保证信号之间是不相关的amp2=2OO*randn（1）;ampn=3;,i）

15、=ampO*exp（ima*2*pi*1/2*sin（thetaO*pi/18O）*O:amp1*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta1*pi/18O）*O:amp2*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta2*pi/18O）*O:R=inv（Rx）;steer=exp（ima*2*pi*1/2*sin（thetaO*pi/18O）*O:w=R*steer/（steer*R*steer）;%Capon 最优权矢量*R*a）;F=20*log10（abs（f）/（max（max（abs（f）;P=20*log10（abs（p）/（max（max（abs（p）;%此处是

16、功率的对数形式Figure;plot（theta,F）,grid on,hold onplot（theta2,-50:subplot（122）plot（theta,P）,grid onCapon beamforming 功率谱 Capoil b-eamforming方向冒50 0 5Cth&ta/oCapon b朋nifoiming功率4普9. %不同方法估计协方差矩阵的Cap on波束形成 clc; %阵元数为 8theta1=50; %干扰方向%采样单元数amp1=50*randn（1）;ampn=0.5;,i）=ampn*exp（ima*2*pi*randn（1）*0:Rx=1/L*（s

17、+j+n）*（s+j+n）% 接收信号自相关矩阵Rnj=1/L*（j+n）*（j+n）% 干拢+噪声的自相关矩阵e=exp（ima*2*pi*d_lamda*sin（theta0*pi/180）*0:% 来波方向信号Wopt_Rx=inv（Rx）*e/（e*inv（Rx）*e）;% 采用接收信号的权矢量Wopt_Rnj=inv（Rnj）*e/（e*inv（Rnj）*e）;% 采用干拢 +噪声信号的权矢量length（theta）a=exp（ima*2*pi*d_lamda*sin（theta（j）*pi/180）*0: f1（j）=Wopt_Rxf2（j）=Wopt_RnjF1=20*log1

18、0（abs（f1）/max（max（abs（f1）;F2=20*log10（abs（f2）/max（max（abs（f2）;plot（theta,F1,theta,F2,）,grid on;F（1,2）/dB不同方法估计协方差矩阵的Cap on波束形成theia J10. %多点约束的Capon波束形成和方向图eleme nt_num=8;d_l amda=1/2;0.3:%搜索范围theta2=50;Rx=zeros（eleme nt_nu m,eleme nt_nu m）;%P 生协方差矩阵 for i=1:amp0=10*ra ndn （1）;amp1=10*ra ndn （1）;amp2=50*ra ndn （1）;namp=0.5*randn（1）;%噪声的幅度随机产生，保证噪声与信号之间是不相关的J（:）+. amp2*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta2*pi/180）*0:namp*exp（ima*2*pi*randn（1）*0: x（:,i）;%表示接收信号Rx=Rx+1/L*x*xw=amp0*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta0*pi/180）*0:）+. amp2*exp（ima*2*pi*1/2*sin（theta2*pi