线阵————时域波束形成

该博客展示了时域波束形成的信号处理代码。代码先确定信号参数,如信号速度、频率、采样频率等,接着构建信号模型,对信号进行时移处理,最后实现时域波束形成,并绘制方位角与波束输出的关系图。

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clc;
clear all;
close all;
%%确定信号参数
c=1500;
f0=25e3;
fs=125e3;
T=2e-3;
lamda=c./f0;
D=lamda./2;
N=18;
maxdelay=(N-1).*D./c;
Nmaxdelay=round(maxdelay.*fs);
alpha=(-45:0.25:45)*pi./180;
px=(0:N-1).*D;
theta0=40*pi./180;
N_delay0=D.*sin(theta0)./c.*fs;                    
%%信号模型
t=0:1./fs:T;
sig00=sqrt(2).*cos(2.*pi.*f0.*t);
%%时移信号
for mm=1:N;
    sig0(mm,:)=[zeros(1,Nmaxdelay) sig00 zeros(1,Nmaxdelay)];
end
% %% 时域波束形成
len=length(sig0(1,:));
tt=(0:len-1)./fs;
tt1=(Nmaxdelay+1:len-1-Nmaxdelay)./fs;
for mm=1:length(alpha);
     for nn=1:N;
        tc0=(nn-1).*D.*sin(alpha(mm))./c;
        ss(nn,:)=interp1(tt,sig0(nn,:),tt1-tc0);
     end
     sss(mm,:)=sum(ss,1);
     sout(mm)=std(sss(mm,:));
end
figure
    plot(alpha.*180./pi,20*log10(sout));
    xlabel('方位角/度');
    ylabel('波束输出');
    title('时域波束形成');

转载于:https://www.cnblogs.com/kiki--xiunai/p/10804821.html

### 非均匀时域波束形成原理 非均匀线列与时域波束形成相结合的技术旨在通过调整各个传感器之间的间距来优化特定应用场景下的性能。与均匀线相比,非均匀排列能够提供更灵活的方向图控制以及更好的旁瓣抑制能力。 #### 原理概述 在非均匀线列中,各元间的距离不再是固定的间隔而是按照某种不规则模式分布。这种布局允许设计者针对具体需求定制化设置,比如减少栅格效应带来的伪像或是改善某些角度范围内的分辨率[^1]。当应用于时域波束形成时,其核心思想依然是通过对来自不同位置接收机接收到的数据施加适当的时间延迟并随后求和的方式强化目标方向上的信号强度,同时削弱其他方向来的干扰源的影响[^2]。 对于非均匀列而言,由于元间存在不同的几何关系,因此需要精确计算每一对相邻单元之间相对路径长度差异所引起的相位变化,并据此设定相应的延时参数以确保最终合成后的输出能够在指定的角度范围内达到最佳效果[^3]。 ```matlab % MATLAB代码片段用于模拟简单的一维非均匀线时域波束形成过程 N = 8; % 设定元数量 d = [0, 0.5, 1.2, 2.7, 4.9, 6.8, 8.3, 10]; % 定义非均匀间距(单位:米) theta_0 = pi/4; % 设置入射角为π/4弧度即45° c = 3e8; f = 1e9; lambda = c/f; for n=1:N tau(n) = d(n)*sin(theta_0)/c; % 计算相对于第一个元的时延 end % 构建输入信号模型... ``` 此段MATLAB脚本展示了如何基于给定的非均匀间距构建一维线列,并初步设置了入射角θ₀等于π/4的情况下来估算每个元所需的时延τ[n]。实际应用中还需考虑更多因素如多普勒频移、环境噪声等影响,并可能涉及到更为复杂的算法来进行权重分配或动态调整[^4]。
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