Phased Array System Toolbox
Entwerfen und Simulieren von Phased-Array- und Beamforming-Systemen
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Die Phased Array System Toolbox bietet praktische Tools zum Entwickeln und Simulieren von Phased-Array- und Beamforming-Systemen für drahtlose Kommunikation, Radar, Sonar und Akustik-Anwendungen. Sie können Multibeam- und elektronisch steuerbare Antennen entwerfen, indem Sie Array-Geometrien, inklusive Subarrays, konfigurieren und Elementparameter anpassen. Zudem lassen sich Beamforming-Muster durch Optimierung und weitere KI-Techniken synthetisieren.
Für Kommunikationssysteme wie 5G, 5G-Advanced, SATCOM und WLAN bietet die Toolbox verschiedene Algorithmen zur Simulation hybrider und digitaler Beamforming-Architekturen für Massive MIMO- und Millimeterwellen-Systeme. Damit lassen sich Umgebungen mit Mehrwegausbreitung simulieren, rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (RIS) modellieren und Signalwellenformen generieren.
Für Radar-, Sonar- und Akustiksysteme enthält die Toolbox gepulste Wellenformen und Algorithmen für monostatische und multistatische Topologien, adaptive Raum-Zeit-Verarbeitung (STAP), Direction of Arrival (DOA) zur Lokalisierung, Optimalfilterung und Bilderzeugung.
Entwicklung und Analyse von Phased Arrays
Modellieren und analysieren Sie das Verhalten aktiver oder passiver elektronischer Strahlschwenkung (AESA oder PESA), einschließlich Array-Geometrie, Teilarrays, benutzerdefinierter Antennenelemente, Polarisierung und gestörter Elemente.
Beamforming und DOA-Schätzung
Modellieren Sie digitale Beamforming-Algorithmen für Schmalband und Breitband. Unterdrücken Sie Interferenzen mit adaptiven Beamformern. Verwenden Sie Techniken der adaptiven Raum-Zeit-Verarbeitung (STAP), um Stördaten zu entfernen. Schätzen Sie die Direction of Arrival (DOA) eintreffender Signale. Simulieren Sie Nahfeld-Beamforming mit Kugelwellenfronten.
Wellenformdesign und Signalsynthese
Entwerfen Sie gepulste und kontinuierliche Wellenformen sowie Optimalfilter. Analysieren Sie die Ambiguitätsfunktionen der Wellenform. Synthetisieren Sie Basisband-IQ-Daten auf Signale und Zielrückmeldungen für monostatische und bistatische Arrays.
Drahtlose MIMO-Kommunikation
Modellieren Sie Multibeam- und elektronisch steuerbare Antennen für drahtlose Kommunikations- und Satellitensysteme. Partitionieren Sie Beamforming-Architekturen in Basisband- und HF-Subsysteme.
Radar- und EW-Systeme
Simulieren Sie vollständige Radar-Systeme über die gesamte Signalkette hinweg. Verarbeiten Sie Parameter der empfangenen Signale mit DOA- und TOA-Schätzungen, um die Lokalisierung von Zielen zu verbessern.
Sonar und Raumklang
Modellieren Sie Sonarsysteme vom Sender bis zum Empfänger einschließlich der Effekte der Zielreflexion, Mehrwegübertragung und Rauschinterferenz. Simulieren Sie Beamforming für Raumklangsysteme.
Erkennungs-, Entfernungs- und Doppler-Abschätzung
Führen Sie eine Erkennung mit Optimalfiltern, Stretch-Verarbeitung, Pulskompression, Pulsintegration, Entfernungs- und Doppler-Schätzung sowie konstanter Falschalarmrate (CFAR) durch.
Algorithmen-Beschleunigung und Codegenerierung
– Beschleunigen Sie Simulationen und Anwendungen mit generiertem C/C++ oder mit Datenflussdomänen in Simulink. Folgen Sie den Referenz-Workflows, um HDL-Code aus Simulink-Modellen zu generieren.
Lokalisierung und Positionierung
Schätzen Sie die Positionen von Zielen und Geräten mithilfe einer Kombination aus TOA- (Time of Arrival), TDOA- (Time Difference of Arrival), TSOA- (Time Sum of Arrival) und AOA- (Angle of Arrival) Verfahren für drahtlose Netzwerke sowie für monostatische und multistatische Radarsysteme.
Produktressourcen:
„Durch den Entwurf eines hybriden Beamforming-Systems für Massive-MIMO-5G-Arrays mithilfe von MATLAB, der Phased Array System Toolbox und der 5G Toolbox konnten wir verschiedene Hardware-Optionen und ihre Leistung in realistischen 5G-Szenarien bewerten.“
Phased Array System Toolbox – Häufig gestellte Fragen
Mit der Phased Array System Toolbox können Anwender Antennenarrays für drahtlose Kommunikation (einschließlich 5G, 5G-advanced, SATCOM, WLAN), Radar-, Sonar- und Akustikanwendungen entwerfen und analysieren.
Ja. Sie können konforme Array-Geometrien mit benutzerdefinierten Antennenelementen und Subarrays konfigurieren und aktive oder passive elektronisch gesteuerte Arrays (AESA oder PESA) modellieren, beispielsweise mit Tools wie der Sensor Array Analyzer app.
Die Toolbox unterstützt hybride und digitale Beamforming-Architekturen für Massive MIMO- und Millimeterwellen-Systeme und ermöglicht das Entwerfen von Mehrstrahl- und elektronisch schwenkbaren Antennen, indem Beamforming-Muster durch Optimierungs- und KI-Techniken synthetisiert werden.
Ja. Die Toolbox enthält Algorithmen für raumzeitliche adaptive Verarbeitung (STAP), Schätzung der Einfallsrichtung (DOA), Matched Filtering, Puls-Kompression, Entfernungs- und Doppler-Schätzung sowie Erkennung mit konstanter Falschalarmrate (CFAR).
Ja. Sie können Simulationen beschleunigen und C/C++-Code generieren, Datenflussdomänen in Simulink verwenden oder Referenz-Workflows befolgen, um HDL-Code aus Simulink-Modellen zu erzeugen.
Sie können gepulste Wellenformen, kontinuierliche Wellenformen und Matched-Filter entwerfen, Wellenform-Ambiguitätsfunktionen analysieren und Basisband-IQ-Daten für Signale und Zielrückstreuungen für monostatische und bistatische Arrays synthetisieren.
Ja. Sie können Sonarsysteme vom Sender bis zum Empfänger modellieren, einschließlich der Effekte von Zielreflexion, Mehrwegeausbreitung und Störgeräuschen, sowie Beamforming für räumliche Audiosysteme simulieren.
Ja. Sie können Mehrwege-Fading-Umgebungen simulieren, rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (RIS) modellieren und Effekte wie Zielreflexion, Mehrwegeausbreitung und Störgeräusche berücksichtigen.
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