远场 近场 聚焦波束形成（beamforing） 矢量水听器 常规波束形成 MVDR波束形成

远场 近场 聚焦波束形成（beamforing） 矢量水听器 常规波束形成 MVDR波束形成

%------------矢量水听器  近场 远场 常规波束形成 MVDR-----0722-----

clc
clear all
close all

%-----------信号模型--------------
M=12;
N=1024;
f0=1000;
fs=10*f0;
c=1500;
lamda=c/f0;
w=2*pi*f0;
k=w/c;
d=lamda/2;
t=0:N-1;
snr=input（‘信噪比snr=‘）;
theta=input（‘入射角度theta=‘）;
theta=theta*pi/180;
A=sqrt（2*10^（snr/10））;
s=A*exp（-j*w*t/fs）;

%----------远场 波束形成--------------
for m=1:M
    Sp（m:）=A*exp（-j*（w*t/fs+k*（m-1）*d*cos（theta）））+randn（size（t））/3;
    Sx（m:）=A*exp（-j*（w*t/fs+k*（m-1）*d*cos（theta）））*cos（theta）+randn（size（t））/3;
    Sy（m:）=A*exp（-j*（w*t/fs+k*（m-1）*d*cos（theta）））*sin（theta）+randn（size（t））/3;
end
S=[Sp.‘Sx.‘Sy.‘];

R=cov（S）;


theta1=-180:180;
for i=1:length（theta1）
    for m=1:M
        Wp（m）=exp（-j*k*（m-1）*d*cos（theta1（i）*pi/180））;
        Wx（m）=exp（-j*k*（m-1）*d*cos（theta1（i）*pi/180））*cos（theta1（i）*pi/180）;
        Wy（m）=exp（-j*k*（m-1）*d*cos（theta1（i）*pi/180））*sin（theta1（i）*pi/180）;
    end
    W=[WpWxWy];
    
    P（i）=W*R*W‘;
    Pm（i）=1/（W*（R^-1）*W‘）;
end

%-----------归一化-----------------
pp=max（abs（P））;
P=20*log10（P/pp）;
ppm=max（abs（Pm））;
Pm=20*log10（Pm/ppm）;
%----------------------------------
figure
plot（theta1P）;
title（‘远场 常规算法波束形成‘）
xlabel（‘x/角度°‘）
ylabel（‘y/dB‘）
%-----------------------------------
figure
plot（theta1Pm）;
title（‘远场 MVDR算法波束形成‘）
xlabel（‘x/角度°‘）
ylabel（‘y/dB‘）
%------------------------------------
figure
plot（theta1P‘r-‘theta1Pm‘b:‘）;
title（‘远场 常规与MVDR算法波束形成‘）;
xlabel（‘x/角度°‘）;
ylabel（‘y/dB‘）;
legend（‘常规算法‘‘MVDR算法‘）;

%----------近场 波束形成--------------
% x0=15;
% y0=20;
x0=input（‘目标位置x0=‘）;
y0=input（‘目标位置y0=‘）;

for m=1:M
    theta2（m:）=atan（y0/（x0-（m-1）*d））;
    r（m:）=sqrt（y0^2+（（x0-（m-1）*d））^2）;
    SMp（m:）=A*exp（-j*（w*t/fs+k*r（m:）））+randn（size（t））/3;
    SMx（m:）=A*exp（-j*（w*t/fs+k*r（m:）））.*cos（theta2（m:））+randn（size（t））/3;
    SMy（m:）=A*exp（-j*（w*t/fs+k*r（m:）））.*sin（theta2（m:））+randn（size（t））/3;
end
SM=[SMp.‘SMx.‘SMy.‘];

RM=cov（SM）;

x=-30:0.5:30;
y=-30:0.5:30;



for xx=1:length（x）
    
   hwait=waitbar（0‘请等待>>>>>>>>‘）;
   step=length（x）/100;
    if length（x）-xx<=5
        waitbar（xx/length（x）hwait‘即将完成‘）;
         pause（0.1）;
       else
        PerStr=fix（xx/step）;
        str=[‘正在运行中‘num2str（PerStr）‘%‘];
        waitbar（xx/length（x）hwaitstr）;
        pause（0.1）;
    end
  
    close（hwait）;
    
    
    for yy=1:length（y）
        for m=1:M
          theta3=atan（y（yy）/（x（xx）-（m-1）*d））;
          r2=sqrt（y（yy）^2+（（x（xx）-（m-1）*d））^2）;
          WMp（m）=exp（-j*k*r2）;
          WMx（m）=exp（-j*k*r2）*cos（theta3）;
          WMy（m）=exp（-j*k*r2）*sin（theta3）;
        end
        WM=[WMpWMxWMy];
        PP（xxyy）=WM*RM*WM‘;
        PPm（xxyy）=1/（WM*（RM^-1）*WM‘）;
    end
end
 


size（xx）
size（yy）
size（PP）
figure
imagesc（xyabs（PP‘））  
colorbar;
colormap gray; 
title（‘近场 常规算法波束形成‘）
xlabel（‘x/米‘）;
ylabel（‘y/米‘）;
axis xy;
figure
imagesc（xyabs（PPm‘））
title（‘近场 MVDR算法波束形成‘）

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----

     文件       3253  2014-07-25 12:26  vectorbeamforing.m

----------- ---------  ---------- -----  ----

                 3253                    1