此示例显示如何使用Simulink®对端到端单基地雷达建模。单基地雷达由发射机和接收机组成。发射器产生一个脉冲,击中目标并产生接收器接收的金宝app回波。通过测量回波的时间位置,可以估计目标的范围。本示例的第一部分演示了如何使用等效的单元素天线检测单个目标的范围。该示例的第二部分将展示如何使用4单元均匀线阵(ULA)构建单基地雷达,该雷达可检测4个目标的范围。
此示例包括两个Simulink®模型:金宝app
具有一个目标的单站雷达:slexMonostaticRadarExample.slx
具有四个目标的单站ULA雷达:slexMonostaticRadarMultipleTargetsExample.slx
该模型模拟了一个简单的端到端单基地雷达。使用发射机块而不使用窄带发射阵列块相当于对单个各向同性天线单元进行建模。矩形脉冲由发射器模块放大,然后在自由空间中传播到目标或从目标传播出去。然后,在接收机前置放大模块中将噪声和放大应用于返回信号,然后是匹配滤波器。距离损耗得到补偿,脉冲进行非相干积分。大多数设计规范源自雷达接收机的模拟测试信号为系统对象提供的示例。
该模型由一个收发器、一个信道和一个目标组成。对应于该模型每个部分的模块包括:
收发机
矩形的
-创建矩形脉冲。
发射机
-放大脉冲并将发送/接收状态发送至接收机前置放大器
块以指示其是否正在传输。
接收机前置放大器
-当发射器关闭时,从自由空间接收脉冲。此块还会给信号添加噪声。
常数
-用于设置雷达的位置和速度。它们的值由纵横太空
使用后藤
和从…起
.
信号处理
-子系统执行匹配滤波和脉冲积分。
目标射程范围
-显示积分脉冲作为范围的函数。
信号处理子系统
匹配滤波器
-执行匹配滤波以提高信噪比。
TVG
-补偿范围损失的时变增益。
脉冲积分器
-对多个脉冲进行非相干积分。
频道
纵横太空
-将传播延迟、损耗和多普勒频移应用于脉冲。一个块用于传输脉冲,另一个块用于反射脉冲。这个纵横太空
块需要雷达和目标的位置和速度。这些是使用后藤
和从…起
阻碍。
目标
目标
-子系统根据指定的RCS反射脉冲。该子系统包括一个站台
模块,该模块对提供给服务器的目标的速度和位置进行建模纵横太空
使用后藤
和从…起
在这个例子中,目标是静止的,距离雷达1998米。
模型的多个对话框参数由helper函数计算helpersLex单静态雷达参数. 要从模型中打开函数,请单击修改模拟参数
块此函数在加载模型时执行一次。它将对话框引用其字段的结构导出到工作区。要修改任何参数,请在命令提示下更改结构中的值,或编辑helper函数并重新运行以更新参数结构。
下图显示了目标的范围。根据反射脉冲的往返延迟计算目标距离。从匹配滤波器输出的峰值测量延迟。我们可以看到目标距离雷达大约2000米。该距离在雷达距离实际距离50米的分辨率范围内。
该模型使用单基地雷达估计四个静止目标的距离。雷达收发机使用4单元均匀线性天线阵列(ULA),以提高方向性和增益。接收机中还包括波束形成器。目标位于距离雷达1988、3532、3845和1045米的位置。
添加到上一示例中的块包括:
窄带Tx阵列
-为传输窄带信号的天线阵列建模。使用块对话框面板的“传感器阵列”选项卡配置天线阵列。这个窄带Tx阵列
块模拟脉冲在使用指定的四个方向上通过天线阵列的传输昂
港口城市该块的输出是四列矩阵。每列对应于向四个目标方向传播的脉冲。
窄带接收阵列
-为接收窄带信号的天线阵列建模。使用块对话框面板的“传感器阵列”选项卡配置阵列。块接收来自使用指定的四个方向的脉冲昂
港口城市该块的输入为四列矩阵。每列对应于从每个目标方向传播的脉冲。块的输出是由4列组成的矩阵。每列对应于在每个天线单元处接收的信号。
射程角
-计算雷达和目标之间的角度。这些角度由用户使用窄带Tx阵列
和窄带接收阵列
块,以确定在哪个方向模拟脉冲的传输或接收。
相移波束形成器
-波束形成接收机前置放大器
.波束形成器的输入为4列矩阵,每列表示在每个天线单元接收的信号。输出为接收信号的波束形成向量。
此示例演示了如何使用单个站台
,纵横太空
和目标
块对所有四条往返传播路径进行建模。在站台
块中,初始位置和速度参数指定为三乘四矩阵。每个矩阵列对应于不同的目标。位置和速度输入到纵横太空
块的输出站台
分块为三乘四矩阵。同样,每个矩阵列对应于不同的目标。系统的信号输入和输出纵横太空
块有四列,一列表示到每个目标的传播路径。这个纵横太空
块已启用双向传播设置。系统的“平均雷达散射截面”(RCS)参数目标
块被指定为代表每个目标RCS的四个元素的向量。
模型的多个对话框参数由helper函数计算HelpersLex单静态雷达MultipleTargetSparam. 要从模型中打开函数,请单击修改模拟参数
块此函数在加载模型时执行一次。它将对话框引用其字段的结构导出到工作区。要修改任何参数,请在命令提示下更改结构中的值,或编辑helper函数并重新运行以更新参数结构。
下图显示了目标的探测范围。目标范围是根据目标反射信号的往返时间延迟计算得出的。我们可以看到目标距离雷达约2000、3550和3850米。这些结果在雷达距离实际距离50米的范围分辨率内。