azel2uvpat

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将辐射方向图从方位角/仰角形式转换为 u/v 形式

函数库: TyPhasedArray

语法

pat_uv = azel2uvpat(pat_azel, az, el)
pat_uv = azel2uvpat(pat_azel, az, el, u, v)
pat_uv, u_pat, v_pat = azel2uvpat(___)

说明

pat_uv = azel2uvpat(pat_azel, az, el) 用 u/v 空间坐标而不是方位角/仰角坐标来表示天线辐射方向图 pat_azel。pat_azel 以方位角（az）和仰角（el）为单位对辐射方向图进行采样。pat_uv 矩阵使用默认网格， 值范围从 -1 到 1， 值范围从 -1 到 1。在该网格中，pat_uv 以 0.01 的步长对 和 进行均匀采样。该函数通过内插估算天线在给定方向上的响应。由于单位圆以外的 和 值是未定义的，因此 pat_uv 中的 和 值为 NaN。示例

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pat_uv = azel2uvpat(pat_azel, az, el, u, v) 使用向量 u 和 v 来指定 pat_uv 的采样网格。为避免插值误差，u 应覆盖 [-1, 1] 范围，v 应覆盖 [-1, 1] 范围。示例

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pat_uv, u_pat, v_pat = azel2uvpat(___) 返回包含 和 坐标的向量，其中 pat_uv 使用前面语法中的任意输入参数对图案进行采样。示例

示例

将辐射方向图转换为 UV 空间

将辐射方向图转换为 空间， 和 坐标间距为 0.01。

用方位角和仰角定义辐射方向图。

using TyPhasedArray
using TyControlSystems
az = collect(-90:90)
el = collect(-90:90)
pat_azel = mag2db.(repeat(cosd.(el), 1, length(az)))

将方向图转换为 空间。

pat_uv = azel2uvpat(pat_azel, az, el)

绘制转换后的辐射方向图

绘制将辐射方向图转换为 空间的结果图， 和 坐标间距为 0.01。

辐射方向图是仰角的余弦值。

using TyPhasedArray
using TyControlSystems
using TyPlot
az = collect(-90:90)
el = collect(-90:90)
pat_azel = repeat(cosd.(el), 1, length(az))

将方向图转换为 空间。使用 和 坐标进行绘图。

pat_uv1, u, v = azel2uvpat(pat_azel, az, el)

绘制结果。

a = mag2db.(pat_uv1)
a[a .== -Inf] .= NaN
H = surf(u, v, a)
H.set_edgecolor("none")
xlabel("u")
ylabel("v")
zlabel("Pattern")

转换辐射坐标为特定的 UV 值

将辐射方向图转换为 形式， 和 坐标间距为 0.05。

辐射方向图为仰角的余弦值。

using TyPhasedArray
using TyControlSystems
using TyPlot
az = collect(-90:90)
el = collect(-90:90)
pat_azel = repeat(cosd.(el), 1, length(az))

定义对方向图进行采样的 和 坐标集。然后，转换方向图。

u = collect(-1:0.05:1)
v = collect(-1:0.05:1)
pat_uv, = azel2uvpat(pat_azel, az, el, u, v)

绘制结果。

H = surf(u, v, mag2db.(pat_uv))
H.set_edgecolor("none")
xlabel("u")
ylabel("v")
zlabel("Pattern")

输入参数

pat_azel - 以方位角/仰角形式表示的天线辐射方向图

Q×P 矩阵

以方位角/仰角形式表示的天线辐射方向图，指定为 Q×P 矩阵。pat_azel 以方位角和仰角为单位，以分贝为单位对三维幅度方向图进行采样。P 是 az 向量的长度，Q 是 el 向量的长度。

数据类型： Float64

az - 方位角

长度为 P 的向量

pat_azel 对方向图进行采样的方位角，指定为长度为 P 的向量。每个方位角的单位为度，介于 -90 和 90 之间。这些方位角位于定义 和 的半球内。

数据类型： Int64

el - 仰角

长度为 Q 的向量

pat_azel 对方向图进行采样的仰角，指定为长度为 Q 的向量。每个仰角的单位为度，介于 -90 和 90 之间。

数据类型： Int64

u - u 坐标

collect(-1:0.01:1)（默认） | 长度为 L 的向量

pat_uv 对方向图进行采样的 坐标，指定为长度为 L 的向量。每个 坐标介于 -1 和 1 之间。

数据类型： Float64

v - v 坐标

collect(-1:0.01:1)（默认） | 长度为 M 的向量

pat_uv 对方向图进行采样的 坐标，指定为长度为 M 的向量。每个 坐标介于 -1 和 1 之间。

数据类型： Float64

输出参数

pat_uv - 以 u/v 形式表示的天线辐射方向图

M×L 矩阵

以 形式表示的天线辐射方向图，以 M×L 矩阵形式返回。pat_uv 以 和 坐标为单位，以分贝为单位对三维幅度方向图进行采样。L 是 u 向量的长度，M 是 v 向量的长度。对于单位圆以外的 和 值，pat_uv 中的值为 NaN，因为单位圆以外的 和 值是未定义的。

u_pat - u 坐标

长度为 L 的向量

pat_uv 对方向图进行采样的 坐标，以长度为 L 的向量形式返回。

v_pat - v 坐标

长度为 M 的向量

pat_uv 对方向图进行采样的 坐标，以长度为 M 的向量形式返回。

更多关于

方位角、仰角

向量的方位角是 x 轴与向量在 xy 平面上的正投影之间的夹角。从 x 轴到 y 轴的角度为正。方位角介于 -180 和 180 度之间。仰角是向量与其在 xy 平面上的正投影之间的夹角。从 xy 平面向 z 轴正方向移动时，仰角为正。默认情况下，元素或阵列的孔径方向与正 x 轴对齐。孔径方向是元素或阵列主叶的方向。

该图展示了绿色实线所示向量的方位角和仰角。

UV 空间

u 坐标和 v 坐标分别是向量相对于 y 轴和 z 轴的方向余弦。

半球 x ≥ 0 的 u/v 坐标由 phi 角和 theta 角推导得出：

在这些表达式中，φ 和 θ 分别是 phi 角和 theta 角。

要将方位角和仰角转换为 u 角和 v 角，可使用以下转换公式

仅在 的范围内有效。

u 和 v 的值满足不等式

反过来，phi 角和 theta 角可以用 和 来表示，计算公式为

方位角和仰角也可以用 和 来表示：

Phi 角、Theta 角

phi 角 (φ) 是正 y 轴与向量在 yz 平面上的正交投影之间的夹角。该角度对正 Z 轴为正。phi 角介于 0 和 360 度之间。Theta 角 (θ) 是 x 轴与向量本身的夹角。该角度朝向 yz 平面为正。Theta 角介于 0 和 180 度之间。

图中以绿色实线表示向量的 phi 和 theta。

φ/θ 和 az/el 之间的坐标变换由以下方程描述

另请参阅

phased_CustomAntennaElement | azel2uv | uv2azel | uv2azelpat