信号仿真

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这个例子展示了如何应用基本的工具箱工作流如下场景:假设您有一个各向同性天线操作4 GHz。假定天线位于全局坐标系统的起源。有一个目标nonfluctuating雷达截面的最初位于0.5平方米(7000、5000、0)。的目标以一个恒定的速度移动向量(-15;-10;0)。你的天线传送十矩形脉冲的持续时间1μs的脉冲重复频率(脉冲)5 kHz。脉冲传播到目标,反映了目标,传播到天线,由天线收集。天线工作于单站模式,只有当发射机是不活跃的。

波形模型

创建波形,可以使用phased.RectangularWaveform系统对象™和将属性设置为所需的值。

波形= phased.RectangularWaveform (“脉冲宽度”1 e-6…脉冲重复频率的5 e3,“OutputFormat”,“脉冲”,“NumPulses”1);

看到矩形脉冲波形更多详细的示例创建波形。

天线模型

天线模型,使用phased.IsotropicAntennaElement系统对象。天线的工作频率范围(10)GHz。各向同性天线辐射相等能量方位角度-180°- 180°和海拔角度-90°- 90°。

天线= phased.IsotropicAntennaElement (“FrequencyRange”[1 e9 10 e9]);

目标模型

模型的目标,使用phased.RadarTarget系统对象。0.5平方米的目标有nonfluctuating RCS和波形事件的目标有一个载波频率4 GHz。波形反射目标以光速传播。参数化信息定义你的目标。

目标= phased.RadarTarget (“模型”,“Nonfluctuating”,“MeanRCS”,0.5,…“PropagationSpeed”physconst (“光速”),“OperatingFrequency”4 e9);

天线和目标平台

天线的位置和运动模型和目标,使用phased.Platform系统对象。天线固定在这个场景中,位于全球坐标系统的起源。最初的目标是位于(7000、5000、0)和以一个恒定的速度移动向量(-15、-10、0)。

antennaplatform = phased.Platform (“InitialPosition”(0,0,0),“速度”,(0,0,0));targetplatform = phased.Platform (“InitialPosition”,7000;5000;0),…“速度”,-15;-10;0);

关于坐标系统定义和约定,看到全球和当地坐标系统。

使用rangeangle函数来确定天线和目标之间的距离和角度。

[tgtrng, tgtang] = rangeangle (targetplatform.InitialPosition,…antennaplatform.InitialPosition);

看到相控阵系统的运动建模更多细节建模运动。

建模发射机

建模器规格,使用phased.Transmitter系统对象。的一个关键参数建模发射机峰值传输能量。确定峰值传输能量,假设所需的检测的概率是0.9,最大可容忍的虚警概率 $1 0^{- - - - - - 6}$ 。假设十矩形脉冲非相干接收机集成。您可以使用albersheim函数来确定所需的信噪比(信噪比)。

Pd = 0.9;Pfa = 1 e-6;numpulses = 10;信噪比= albersheim (Pd Pfa 10);

所需的信噪比大约是5分贝。假设您想要设置传输功率以达到所需的峰值信噪比为目标的范围15公里。假设发射机20分贝增益。使用雷达方程来确定所需的峰值传输能量。

maxrange = 1.5 e4;λ= physconst (“光速”)/ target.OperatingFrequency;τ= waveform.PulseWidth;Ts = 290;rcs = 0.5;获得= 20;dbterm = db2pow(信噪比- 2 *获得);Pt =(4 *π)^ 3 * physconst (玻耳兹曼的)* Ts /τ/ rcs /λ^ 2 * maxrange ^ 4 * dbterm;

所需的峰值传输功率大约是45千瓦。保守,用50千瓦的峰值功率建模您的发射机。保持一个常数相位的脉冲波形,设置CoherentOnTransmit财产真正的。因为你是操作器在一个单站(收发两用)模式,设置InUseOutputPort财产真正的记录发射机状态。

发射机= phased.Transmitter (“PeakPower”,50 e3,“获得”,20岁,“LossFactor”0,…“InUseOutputPort”,真的,“CoherentOnTransmit”,真正的);

看到发射机建模发射器和更多的例子雷达方程(雷达工具箱)使用雷达方程的例子。

模拟波形辐射和收集

模拟波形辐射从数组中,使用phased.Radiator系统对象。窄带信号模型集合数组,使用phased.Collector系统对象。对于宽带信号收集、使用phased.WidebandCollector系统对象。

在这个例子中,脉冲满足窄带信号的假设。载波频率是4 GHz。的价值传感器属性,使用各向同性天线的处理。在phased.Collector系统对象,设置波阵面财产“平面”指定的事件波形天线是平面波。

散热器= phased.Radiator (“传感器”、天线、…“PropagationSpeed”physconst (“光速”),“OperatingFrequency”4 e9);收集器= phased.Collector (“传感器”、天线、…“PropagationSpeed”physconst (“光速”),“波阵面”,“平面”,…“OperatingFrequency”4 e9);

建模接收机

接收机模型,使用phased.ReceiverPreamp系统对象。在接收者,您指定噪声图和参考温度,这是系统内部噪声的关键因素。在这个例子中,设置噪声图2 dB和参考温度290 k。种子固定值的随机数字生成器可再生的效果。

接收机= phased.ReceiverPreamp (“获得”,20岁,“NoiseFigure”2,…“ReferenceTemperature”,290,“SampleRate”1 e6,…“EnableInputPort”,真的,“SeedSource”,“属性”,“种子”1 e3);

看到接收机前置放大器为更多的细节。

建模传播

模型传播环境,使用phased.FreeSpace系统对象。您可以通过设置模型单向或two-propagationTwoWayPropagation财产。在这个例子中,设置该属性假单向的传播模式。

频道= phased.FreeSpace (…“PropagationSpeed”physconst (“光速”),…“OperatingFrequency”4 e9,“TwoWayPropagation”假的,…“SampleRate”1 e6);

看到自由空间路径损耗为更多的细节。

实现雷达的基本模型

拥有所有必要的参数化组件的场景中,您可以生成脉冲,脉冲的传播目标,并收集的回声。

下面的代码准备主要模拟循环。脉冲之间的时间步

T = 1 / waveform.PRF;%得到天线的位置txpos = antennaplatform.InitialPosition;%为收到回声分配数组rxsig = 0 (waveform.SampleRate * T, numpulses);

可以执行的主要模拟循环下面的代码:

为n = 1: numpulses%更新目标位置[tgtpos, tgtvel] = targetplatform (T);%得到目标的距离和角度[tgtrng, tgtang] = rangeangle (tgtpos txpos);%生成脉冲sig =波形();%传输脉冲。发射机输出状态[团体,txstatus] =发射机(团体);%向目标辐射脉冲sig =散热器(团体、tgtang);%的脉冲传播到目标的自由空间sig =通道(团体、txpos tgtpos, (0, 0, 0), tgtvel);%反映目标的脉冲sig =目标(团体);%传播回声在自由空间天线sig =通道(团体、tgtpos txpos, tgtvel, (0, 0, 0));%收集回声入射角的天线sig =收集器(团体、tgtang);%接收天线不传输时的回声rxsig (:, n) =接收机(sig ~ txstatus);结束

非相干积分接收到的回声,创建一个向量的盖茨,和策划的结果。图上的红色的垂直线是目标的范围。

rxsig = pulsint (rxsig,“非相干”);t = unigrid (0,1 / receiver.SampleRate, t,“()”);rangegates = (physconst (“光速”)* t) / 2;情节(rangegates / 1 e3, rxsig)在包含(的距离(公里))ylabel (“权力”)参照线([tgtrng / 1 e3, tgtrng / 1 e3),“r”)举行从

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含范围(公里),ylabel力量包含3线类型的对象,constantline。

版权2012年MathWorks公司。