模拟双基地偏振雷达
此示例示出了如何以模拟极化双基地雷达来估计的目标的范围和速度。发射机，接收机和目标运动考虑在内。有关极化建模功能的更多信息，请参阅极化建模与分析。
系统设置
该系统工作在300兆赫，使用线性调频波形，其最大明确的范围是48公里。距离分辨率为50米，时间带宽积为20米。
maxrng = 48 e3;％最大范围rngres = 50;%距离分辨率tbprod = 20;%时间带宽积
发射机的峰值功率为2kw，增益为20db。该接收机还提供20分贝的增益，噪声带宽与波形的扫描带宽相同。
发射天线阵列是位于原点的一个固定的4单元ULA。这个阵列是由垂直的偶极子组成的。
txAntenna = phased.ShortDipoleAntennaElement (“AxisDirection”,“Z”);(波形,发射机,txmotion散热器)=...helperBistatTxSetup (maxrng rngres、tbprod txAntenna);
接收天线阵列也是一个4单元ULA;距离发射天线[20000;1000;100]米，移动速度[0;20;0]m/s。假设接收阵列中的元素也是垂直偶极子。接收天线阵列定向，使其侧面指向发射天线。
rxAntenna = phased.ShortDipoleAntennaElement (“AxisDirection”,“Z”);[收集器,接收机,rxmotion、rngdopresp beamformer] =...helperBistatRxSetup (rngres rxAntenna);
太空中有两个目标。第一个是点目标的球面模型;它保持入射信号的偏振状态。它位于距离发射阵列[15000;1000;500]米的地方，以[100;100;0]米/秒的速度移动。
第二个目标位于距离发射阵列[35000;-1000;1000]米处，正以[-160;0;-50]米/秒的速度接近。与第一个目标不同，第二个目标翻转入射信号的偏振状态，即输入信号的水平/垂直偏振分量变为输出信号的垂直/水平偏振分量。
(目标,tgtmotion txchannel rxchannel] =...helperBistatTargetSetup (waveform.SampleRate);
单个散射矩阵是一个相当简单的目标极化模型。它假设无论入射方向和反射方向是什么，H和V分量之间的功率分布都是固定的。然而，即使是这样一个简单的模型，在仿真过程中也可以揭示复杂的目标行为，因为(1)不同的入射方向和反射方向下，H方向和V方向是不同的;(2)目标的局部坐标系定义的方向也影响极化匹配。
系统仿真
下一节模拟256个接收到的脉冲。接收阵列向两个目标波束形成。第一个图显示了系统设置以及接收阵列和目标如何移动。第二幅图显示了接收阵列每接收64个脉冲所产生的距离-多普勒图。
Nblock = 64;%释放量dt = 1 / waveform.PRF;复杂(y = 0(圆(waveform.SampleRate * dt), Nblock));hPlots = helperBistatViewSetup (txmotion rxmotion tgtmotion,波形,...rngdopresp y);Npulse = Nblock * 4;为m = 1: Npulse更新发射机、接收机和目标的位置[传真照片,tvel txax] = txmotion (dt);[rpo, rvel rxax] = rxmotion (dt);[tgtp, tgtv tgtax] = tgtmotion (dt);%计算发射器看到的目标角度[txrng, radang] = rangeangle(传真照片,tgtp txax);模拟脉冲在目标方向上的传播wav =波形();wav =发射机(wav);sigtx =散热器(wav, radang, txax);sigtx = txchannel (sigtx传真照片,tgtp tvel, tgtv);反射目标的脉冲为n = 2: 1:1％计算双基向前和向后的角度为每个目标[~,fwang] = rangeangle(传真照片,tgtp (:, n), tgtax (:,:, n));[rxrng (n), bckang] = rangeangle (rpo, tgtp (:, n), tgtax (:,:, n));sigtgt (n) =目标{n} (sigtx (n), fwang, bckang, tgtax (:,:, n));结束接收路径传播%rpo, sigrx = rxchannel (sigtgt tgtp tgtv, rvel);[~,inang] = rangeangle (rpo, tgtp rxax);传真照片,rspeed_t = radialspeed (tgtp tgtv tvel);rpo, rspeed_r = radialspeed (tgtp tgtv rvel);在双基地接收目标返回sigrx =收集器(sigrx inang rxax);yc = beamformer (sigrx inang);y(:,国防部(m - 1, Nblock) + 1) =接收机(sum (yc, 2));helperBistatViewTrajectory (hPlots传真照片,rpo, tgtp);如果~rem(m,Nblock) rd_rng = (txrng+rxrng)/2;rd_speed = rspeed_t + rspeed_r;helperBistatViewSignal (hPlots波形,rngdopresp y rd_rng,...rd_speed)结束结束
距离-多普勒图只显示从第一个目标的返回。这可能并不奇怪，因为发射和接收阵列都是垂直极化的，第二个目标将垂直极化波映射到水平极化波。来自第二目标的接收信号大多与接收阵列的极化正交，导致明显的极化损耗。
也可以注意到，所得到的距离和径向速度与目标相对于发射机的距离和径向速度不一致。这是因为在双基地结构中，估计的距离实际上是目标距离相对于发射机和接收机的几何平均值。类似地，估计的径向速度是目标相对于发射机和接收机的径向速度之和。地图上的圆圈表示目标在距离-多普勒地图上应该出现的位置。需要进一步的处理来确定目标的确切位置，但是这些超出了本例的范围。
使用圆极化接收阵列
垂直偶极子是实际应用中非常普遍的一种发射天线，因为它具有低成本和全向图的特点。然而，之前的仿真表明，如果在接收机中使用相同的天线，系统将有可能错过某些目标。因此，在这种结构中，线性极化天线通常不是接收天线的最佳选择，因为无论线性极化如何对齐，总是存在正交极化。当反射信号的偏振态接近那个方向时，偏振损耗就会变得很大。
解决这个问题的一种方法是在接收端使用圆极化天线。圆极化天线不能完全匹配任何线性极化。但另一方面，无论极化方向如何，圆极化天线与线性极化信号之间的极化损耗均为3db。因此，虽然它从不给出最大的回报，但它从不错过一个目标。常用的圆极化天线是交叉偶极子天线。
下一节展示当交叉偶极天线被用来形成接收阵列时会发生什么。
rxAntenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement;收集器=克隆(收集器);collector.Sensor。元素= rxAntenna;txmotion helperBistatSystemRun(波形,发射机,散热器,收藏家,...接收机、rxmotion rngdopresp beamformer,目标,tgtmotion, txchannel,...rxchannel、hPlots Nblock Npulse);
距离-多普勒地图现在显示两个目标的正确位置。
摘要
这个例子展示了一个双基地极化雷达的系统级仿真。该实例针对不同的发射/接收阵列极化配置生成了接收信号的距离-多普勒图，并展示了如何使用圆极化天线来避免由于目标的极化散射特性而丢失线性极化信号。
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