平面阵波束形成matlab

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=45/180*pi;%来波方向 (我觉得应该是天线阵的指向) %theta0=0;%来波方向

w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]');

for j=1:length(theta) %(我认为是入射角度，即来波方向,计算阵列流形矩阵A) a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]');

p(j)=w'*a; %(matlab中的'默认为共轭转置，如果要计算转置为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

波束形成与智能天线

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

超声成像波束形成的基本理论

声场在成像场域的分布称为波束形成(beam forming)。波束形成在整个超声中处于心位置，对成像质量起着决定性的作用，如图 2.1。

本章以传统的延时叠加波束形成方法为中心来阐述波束形成的基本原理及其对波束形成的影响，并介绍了波束控制方法(聚焦偏转、幅度变迹、动态孔径)及成像质量的评价标准。.

1 延时叠加波束形成算法

延时叠加波束形成是超声成像中最传统、最简单也是应用最广泛的成像方法，它包括发射聚焦和接收聚焦两种方式。由于成像过程实际就是对成像区域逐点聚焦，所以一帧完整的图像需要进行至少上万次的聚焦才能完成。如果采用发射聚焦方式来实现超声成像，则完成一帧超声图像需要非常长的时间(至少需要几分钟)，不符合实时成像的要求。因此，平常所说的延时叠加波束形成一般是指接收聚焦，其形成过程如图 2.2 所示。

1.1 声场分布的计算

图像分辨率通常是评价图像质量的重要标准之一，而在超声成像系统中的图像横向分辨率是由超声波束的声场分布决定的[25]。超声辐射声场的空间分布与换能器的辐射频率、辐射孔径及辐射面结构有关，称为换能器的空间响应特性为了表征换能器空间响应特性，常引入一指向性函数。指向性函数是描述发射器辐射声场或接收器灵

MVDR自适应波束形成算法研究 1

MVDR自适应波束形成算法研究

摘 要

波束形成技术和信号空间波数谱估计是自由空间信号阵列处理的两个主要研究方面。MVDR是一种基于最大信干噪比（SINR）准则的自适应波束形成算法。MVDR算法可以自适应的使阵列输出在期望方向上功率最小同时信干噪比最大。将其应用于空间波数谱估计上可以在很大程度上提高分辨率和噪声抑制性能。本文将在深入分析MVDR算法原理的基础上，通过计算机仿真和海上试验数据处理的结果，分析了MVDR算法在高分辨率空间波数谱估计应用中的性能。同时通过比较对角加载前后的数据处理结果，分析对角加载对MVDR的改进效果。

关键词：波束形成；空间波数谱估计；MVDR；对角加载

MVDR自适应波束形成算法研究 2

Study of MVDR Self-adapting Beam-forming Algorism

Abstract

Beamforming technology and signal special beam-number spectral estimation are

the two major researching emphasis in array signal process

在基于特征空间(ESB)的自适应波束形成算法中,针对当指向误差落在波束主瓣的边缘特定角度时,输出信干噪比下降,且信号子空间需要进行费时的特征值分解的问题,提出了改进线性约束最小方差(LCMV)算法。在假定的期望信号方向附近减少一个方向性约束条件,并基于信号特征值大于噪声特征值的这一特性,利用空间协方差矩阵逆的高阶次幂来逼近信号子空间,无须特征分解,将求得的权矢量向

第2 8卷第 1 1期 21 0 1年 1 1月

计算机应用研究Ap l a in Re e r h o mp t r p i t s a c fCo u e s c o

Vo| 8 No 1 l2 . 1 NO . 2 1 V 0l

一

种简化特征空间稳健自适应波束形成算法闫冰冰，代月花，陈军宁，郭金瑞，黄虎兵(徽大学电子信息工程学院，安合肥 200 ) 36 1

摘

要：在基于特征空间( S )自 E B的适应波束形成算法中，对当指向误差落在波束主瓣的边缘特定角度时，针

输出信干噪比下降，信号子空间需要进行费时的特征值分解的问题，出了改进线性约束最小方差 ( C且提 L MV)

算法。在假定的期望信号方向附近减少一个方向性约束条件，基于信号特征值大于噪声特征值的这一特性，并利用空间协

数 阵

【例题1】 把5、6、7、8、9五个数分别填入下图的五个方格里，如图a使横行三个数的和与竖行三个数的和都是21。

练习：1.把1——9各数填入“七一”的9个空格里，使在同一直线上的各数的和都是13。

2.将1——7七个自然数分别填入图中的圆圈里，使每条线上三个数的和相等。

【例题2】 将1——10这十个数填入下图小圆中，使每个大圆上六个数的和是30。

练习2：

1.把1——8八个数分别填入下图的○内，使每个大圆上五个○内数的和相等。

2.把1——10这十个数分别填入下图的○内，使每个四边形顶点的○内四个数的和都相等，且和最大。

【例题3】 将1——6这六个数分别填入下图的圆中，使每条直线上三个圆内数的和相等、且最大。

练习3：1.将1——6六个数分别填入下图的○内，使每边上的三个○内数的和相等。

2.将1——9九个数分别填入下图○内，使每边上四个○内数的和都是17。

【例题4】 将1——7分别填入下图的7个○内，使每条线段上三个○内数的和相等。

练习：1.将1——9填入下图的○中，使横、竖行五个数相加的和都等于25。 2.将1——11这十一个数分别填进下图的○里，使每条线上3个○内的数的和相等。

【例题5

一、给定向量x≠0，计算初等反射阵Hk。 1．程序功能：

给定向量x≠0，计算初等反射阵Hk。 2．基本原理：

若x??x,x,?,x??R的分量不全为零，则由

???sign(x1)x2??u?x??e1?(x1??,x2,?,xn)?1?2 ??u??(??x1)?22?T?uu?1T?I??uu?H?I?22u2??确定的镜面反射阵H使得Hx???e?y；当(1?k?n)时，由

n?21/2??sign(x)((x))?kki?i?k??u(k)?(0,?,0,xk??k,xk?1,?,xn)T?Rn ????1(u(k))Tu(k)??(??x)=?(u(k))Tkkkk?k2??1(k)(k)T?Hk?I??ku(u)Tn有Hkx?(x1,x2,?,xk?1,??k,0,?,0)?R

算法：

(1)输入x，若x为零向量，则报错 (2)将x规范化，

M?max?x,x,?,x?

如果M＝0，则报错同时转出停机 否则xi?xiM,i?1,2,?,n (3)计算??x2，如果x1?0，则????

(4)???(??x1) (5)计算u?x,u(1)?x1?? (6)H?I??uu (7)y?(?M?,0,?,0)

?1T

(8

追溯足球历史，时间就像是没有刻度的钟表。足球阵型从来没有固定的生存期，没人知道一种阵型会在何时诞生，又会在何时消亡，在游戏中同样如此，但是玩家们对于阵型的讨论确实始终抱以热情。今天我们就将去简单了解下《EA SPORTSTM FIFA Online 2》中的18个阵型，以此来帮助证明游戏的真实性，现在从最为常用的3种开始我们的话题。

442

打法：边路传中。 特点：攻守平衡

弱点：中场防守薄弱，容易被打反击 劣势阵型：433

41212

打法：中边结合。

特点：攻守平衡,中场职责明确

弱点：单后腰防守压力大 优势阵型：442 劣势阵型：433

433

打法：边路传中,快速反击。 特点：崇尚攻击

弱点：由于整体站位上压，容易造成后场防守薄弱 优势阵型：442 劣势阵型：5221

以上是三个FIFA07的主流阵型,那么我们继续来看看其他阵型。

352

打法：中边结合,前场压制 特点：中前场强大

弱点：边路后防线薄弱,2名边前卫压力大 优势阵型：41212 劣势阵型：433

343

打法：中边结合,前场压制 特点：中前场强大 弱点：后防边路薄弱 优势

时域有限差分法对平面TE波的

MATLAB仿真

摘 要

时域有限差分法是由有限差分法发展出来的数值计算方法。自1966年Yee

在其论文中首次提出时域有限差分以来，时域有限差分法在电磁研究领域得到了广泛的应用。主要有分析辐射条线、微波器件和导行波结构的研究、散射和雷达截面计算、分析周期结构、电子封装和电磁兼容的分析、核电磁脉冲的传播和散射以及在地面的反射及对电缆传输线的干扰、微光学元器件中光的传播和衍射特性等等。

由于电磁场是以场的形态存在的物质，具有独特的研究方法，采取重叠的研究方法是其重要的特点，即只有理论分析、测量、计算机模拟的结果相互佐证，才可以认为是获得了正确可信的结论。时域有限差分法就是实现直接对电磁工程问题进行计算机模拟的基本方法。在近年的研究电磁问题中，许多学者对时域脉冲源的传播和响应进行了大量的研究，主要是描述物体在瞬态电磁源作用下的理论。另外，对于物体的电特性，理论上具有几乎所有的频率成分，但实际上，只有有限的频带内的频率成分在区主要作用。

文中主要谈到了关于高斯制下完全匹配层的差分公式的问题，通过MATLAB程序对TE波进行了仿真，模拟了高斯制下完全匹配层中磁场分量瞬态分布。得到了相应的磁场幅值效果图。

时域有限差分法对平面TE波的

MATLAB仿真

摘 要

时域有限差分法是由有限差分法发展出来的数值计算方法。自1966年Yee

在其论文中首次提出时域有限差分以来，时域有限差分法在电磁研究领域得到了广泛的应用。主要有分析辐射条线、微波器件和导行波结构的研究、散射和雷达截面计算、分析周期结构、电子封装和电磁兼容的分析、核电磁脉冲的传播和散射以及在地面的反射及对电缆传输线的干扰、微光学元器件中光的传播和衍射特性等等。

由于电磁场是以场的形态存在的物质，具有独特的研究方法，采取重叠的研究方法是其重要的特点，即只有理论分析、测量、计算机模拟的结果相互佐证，才可以认为是获得了正确可信的结论。时域有限差分法就是实现直接对电磁工程问题进行计算机模拟的基本方法。在近年的研究电磁问题中，许多学者对时域脉冲源的传播和响应进行了大量的研究，主要是描述物体在瞬态电磁源作用下的理论。另外，对于物体的电特性，理论上具有几乎所有的频率成分，但实际上，只有有限的频带内的频率成分在区主要作用。

文中主要谈到了关于高斯制下完全匹配层的差分公式的问题，通过MATLAB程序对TE波进行了仿真，模拟了高斯制下完全匹配层中磁场分量瞬态分布。得到了相应的磁场幅值效果图。