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前回の記事に続いて、この記事は内容を含めて学習を続けます。
例3.1連続線形アレイの均一に重み付けされたビームパターン
例3.2異なる開口サイズの連続線形アレイ均一加重ビームパターン
例3.1連続線形アレイの均一に重み付けされたビームパターン
図1実線アレイ
図1に示すように、これは連続線アレイの概略図です。長さ(波長、音の速度、周波数)の連続線形配列を検討し、均一な重み付けが使用されている場合のビーム応答を計算します。
ここで、ピッチ角については、視覚的表現のための可変変化関数値を有するグラフであり、FIG単位の横軸は次のように解釈される。
図2sinc関数
連続ビーム応答に関して線形配列を使用して計算された、値の垂直角度が小さいように、図1に示される3次元座標系。得られた垂直角ビーム応答振幅(垂直ビーム図)を図3(a)に示します。図3.3(b)は、全方向ビーム図を示しています。これは、ビーム応答がz軸に対して回転対称であることを示しています。
theta_d = 90; %入射角度
f=1000; %频率
c=340; %声速
lambda = c/f;
space=0.04; %麦克风间距
L=5*lambda; %连续阵间距
theta_angle=0:1:360;
theta=theta_angle*pi/180;
B=sin(pi*L/lambda*cos(theta))./(pi*L/lambda*cos(theta));
B_db=20*log10(B);
index = B_db < -50;
B_db(index) = -50;
figure;
polar(theta,B);
grid on;
図3(a)垂直ビームパターン
図3(b)全方向性ビームパターン
例3.2異なる開口サイズの連続線形アレイ均一加重ビームパターン
波長の連続的な線形長さ比は、図1の孔径を有する検査ビームに続く孔径変化と呼ばれる。
均一な重み付け計算によってそれぞれ取られた一定の線形開口がビームに応答して対応するビットの対数であると仮定すると、すなわち、得られた結果は図4に示されている。
theta_d = 90; %入射角度
f=1000; %频率
c=340; %声速
lambda = c/f;
theta_angle=0:0.1:180;
theta=theta_angle*pi/180;
L=1.25*lambda; %连续阵间距
figure;
for i = 1:4
L = L * 2;
B=sin(pi*L/lambda*cos(theta))./(pi*L/lambda*cos(theta));
B_db=20*log10(B);
index = B_db < -50;
B_db(index) = -50;
plot(theta_angle,B_db);
hold on;
end
legend('L/lambda=2.5','L/lambda=5','L/lambda=10','L/lambda=20');
xlabel('\phi(^\circ)');ylabel('20lg|B(\phi)|/dB');
grid on;
図4さまざまなアパーチャサイズの連続線形アレイ均一加重ビームパターン
図4から、線形アレイの開口が大きいほど、ビームのメインローブ幅が狭くなっていることがわかります。さらに、すべてのビームの最初のサイドローブの高さは等しく、-13.26dBです。
参考書:
「アレイ信号処理の最適化」