极化领域
介绍了偏振
您可以使用相控阵系统工具箱™软件来模拟雷达系统传播,传播,反射,接收极化电磁场。通过包括此功能,工具箱可以实际模型雷达电波与目标之间的相互作用和环境。
面波的基本性质在空间方向的电场和磁场向量正交的方向传播。电磁波的传播方向的决定
在这个方程,<年代tr在g class="varname vector">E代表了电场和<年代tr在g class="varname vector">H代表了磁场。的数量,<年代tr在g class="varname vector">年代,代表了波的能量通量的大小和方向。麦克斯韦方程,应用于飞机波浪时,产生的电场和磁场的效果有关
向量<年代tr在g class="varname vector">年代的单位向量<年代tr在g class="varname vector">年代方向,代表波的传播方向。的数量,
操纵两个方程之后,您可以看到,电场和磁场是正交的方向传播
这一结果证明了只有两个独立组件的电场,标记
单位向量和传播方向的单位向量
形成一个右手正交三和弦。之后,这些向量的坐标定义将与一个特定的坐标雷达系统。因为电场和磁场是由对方,只有电场的性质需要考虑。
雷达系统,电场和磁场是球面波,而不是飞机。然而,在实践中,这些字段通常测量远场区域或辐射区域的雷达源和大约面波。在远场波被称为
极化适用于纯正弦信号。最一般的正弦平面波的形式表达
的数量
您通常可以抑制领域的空间相关性和写的电场矢量
线性和圆偏振
前为极化平面波方程表明,二维电场矢量的尖端沿着一条路径在一个平面正交场的传播方向。路径的形状取决于组件的大小和阶段。例如,如果
这个方程是通过原点的直线,斜率为正。相反,假设
这两个偏振情况下命名
不同的情况下发生在振幅相同,
通过双方平方,可以表明,电场矢量的尖端遵循一个圆的方程
虽然这个方程给出了路径向量,它不会告诉你朝哪个方向圆周围的电场矢量的旅行。顺时针或逆时针旋转吗?旋转方向取决于的标志
MATLAB<年代up>®年代up>使用IEEE会议指定名称<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">右撇子或<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">左撇子极化电矢量的旋转方向,而不是<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">顺时针方向或<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">逆时针方向。使用本公约时,向左或向右偏手性是由指向你的左或右拇指沿着波的传播方向。然后,调整你的手指的曲线的旋转方向字段在一个给定的空间点。如果旋转你的左手的曲线,则左旋极化波。如果旋转的曲线你的右手,然后右手极化波。在前面的方案中,字段是左旋圆偏振(LHCP)。的相位差
当条款<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">顺时针方向或<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">逆时针方向他们使用取决于你如何看待波。如果你沿着传播方向看,然后顺时针方向对应右旋极化和逆时针方向对应于左旋极化。如果你看向波来自哪里,然后顺时针方向对应于左旋极化和逆时针方向对应于右旋极化。
左旋圆偏振年代tr在g>
下面的图显示了线性的外观和圆偏振领域走向你
线性和圆偏振年代tr在g>
椭圆偏振
除了线性和圆极化状态,第三种类型的极化<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">椭圆偏振。椭圆极化包括直线和圆偏振作为特殊情况。
与线性或圆偏振,您可以删除时间依赖性获得的点的轨迹的尖端电场矢量的旅行
在这种情况下,
的大小和形状可以由三个参数定义一个二维椭圆。这些参数的长度两个轴,轴,
极化椭圆年代tr在g>
极化可能最好被理解的复杂信号。极化波的复杂表现形式
定义的复杂
在哪里
它是有用的介绍
在哪里
极化椭圆的总体规模并不重要,因为可以改变波穿过空间,尤其是通过几何衰减。重要的是椭圆的形状。因此,重要的椭圆参数轴尺寸的比例,
在相控阵系统工具箱,使用<一个href="//www.tatmou.com/es/es/es/help/phased/ref/polratio.html">polratio
函数将复杂的振幅
p = polratio(艘)
倾斜的角度
倾斜角度的定义是积极的(逆时针方向)的旋转角度
在哪里
轴向比率和椭圆率角
解决后倾角,可以确定较明显和长轴长度。从概念上讲,你顺时针旋转椭圆倾角和测量的长度的椭圆的十字路口
的<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">轴向比率被定义为
,总是在于范围
如果你定义<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">辅助角,
然后,<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">椭圆率角是由
轴向比率和椭圆率角定义的振幅比和相位差和独立的整体大小。
旋转感觉
椭圆极化,与圆偏振一样,你需要另一个参数来完全描述椭圆。该参数必须提供旋转感觉或方向的电(或磁矢量)移动。的变化率场矢量与角度
这个函数<一个href="//www.tatmou.com/es/es/es/help/phased/ref/polellip.html">polellip
让你找到极化椭圆的参数的值从字段组件向量
阵线= (Ey;前);(τ,ε,基于“增大化现实”技术、rs) = polellip(艘);p = polratio(艘);(τ,ε,基于“增大化现实”技术、rs) = polellip (p);
极化值的总结
这个表总结几种不同的常见的偏振状态和振幅的值,阶段,和产生它们的极化率:
极化 | 振幅 | 阶段 | 极化率 |
---|---|---|---|
线性斜率为正 | 任何非负实值 |
φ<年代ub>V年代ub>=φ<年代ub>H年代ub> | 任何非负实数 |
线性负斜率 | 任何非负实值 |
φ<年代ub>V年代ub>=φ<年代ub>H年代ub>+π | 任何负面的实数 |
右撇子循环 | E<年代ub>H年代ub>= E<年代ub>V年代ub> | φ<年代ub>V年代ub>=φ<年代ub>H年代ub>-π/ 2 | -我 |
左旋圆 | E<年代ub>H年代ub>= E<年代ub>V年代ub> | φ<年代ub>V年代ub>=φ<年代ub>H年代ub>+π/ 2 | 我 |
右旋椭圆 | 任何非负实值 |
sin(φ<年代ub>V年代ub>- - - - - -φ<年代ub>H年代ub>)< 0 | sin(参数ρ)< 0 |
左撇子椭圆 | 任何非负实值 |
sin(φ<年代ub>V年代ub>- - - - - -φ<年代ub>H年代ub>)> 0 | sin(参数ρ)> 0 |
直线和圆偏振基地
如图所示,你可以表达一个极化电场作为基向量的线性组合
在这个方程中,积极的迹象是LHCP字段和负号是RHCP字段。这两个特殊的组合可以得到一个新的名字。定义一个新的基向量集,称为循环基础设置
可以表达任意极化场的循环而不是线性的基础集合基础。相反,你也可以把线性极化的基础上写成的圆偏振
任何一般椭圆字段可以写成一个圆形基向量的组合
琼斯矢量
极化场与波的传播方向正交。因此,指定的字段可以完全两个复杂组件的电场矢量偏振面。极化波的双组分配方的向量叫做
常见的偏振 | 琼斯矢量在线性的基础上 | 琼斯矢量在循环 |
---|---|---|
垂直 | [0,1] |
1 /√(2)* (1,1) |
水平 | (1,0) |
1 /√(2)* (1,1) |
45°线性 | 1 /√(2)* (1,1) |
1 /√(2)* (1-1i; 1 + 1我) |
135°线性 | 1 /√(2)* (1,1) |
1 /√(2)*(1 + 1我;1-1i) |
正确的循环 | 1 /√(2)*(1;1我) |
[0,1] |
左循环 | 1 /√(2)*(1;1我) |
(1,0) |
斯托克斯参数和庞加莱球体
极化椭圆极化波的瞬时表达。然而,它的参数,倾角和椭圆率角,往往不能直接测量,特别是在非常高的频率,如光频率。然而,您可以确定的极化测量极化场的强度。
可测量的强度是斯托克斯参数,
对于完全极化字段,您可以显示时间平均极化椭圆方程
因此,只有三个独立的斯托克斯参数。
部分极化领域,相比之下,斯托克斯参数满足不等式
斯托克斯参数相关的倾斜和椭圆率角,
和反向
之后测量斯托克斯参数,椭圆的形状是完全由前面的方程。
二维庞加莱球可以帮助您可视化极化波的状态。上任意一点或极化球体代表一个国家的由四个斯托克斯参数,
作为一个例子,求解的斯托克斯参数RHCP领域,斯托克斯
函数。
S =斯托克斯(艘)
S = 2 0 0 2
极化的来源字段
天线电磁辐射传播电流在导线,电磁场在波导或孔径字段。这种耦合现象常见的传输和接收天线。对于一些传输天线,源电流在导线中产生电磁波,携带所有的方向。有时为引导电磁波天线提供了一种方法在输电线路过渡到无线电波如波导喂养一个碟形天线组成。接收天线,电磁场可以导致电线产生电流信号放大并传递给一个检测器。
对于传输天线,天线的形状是选择增强力量投射到一个给定的方向。接收天线,你选择天线的形状来增强力量来自一个特定的方向。通常,许多传输天线或接收天线形成一个
可以分配一个极化天线。偏振的偏振发射天线的远场辐射波。接收天线的极化平面波的极化,从一个给定的方向,导致最大功率的天线终端。互易定理,所有传输天线可以作为接收天线,反之亦然。
每个天线或阵列都有一个关联的本地笛卡尔坐标系统
在这个方程中,数量<年代tr在g class="varname vector">F(θ,φ)被称为
短偶极子天线元素
最简单的极化天线是由一个分裂的偶极子天线的长度线耦合同轴电缆在中间。最简单的偶极子,从数学的角度来看,是
远场的电场的形式
下一个示例计算的垂直和水平极化组件。竖直分量是一个函数的仰角和轴对称。水平分量到处都消失了。
工具箱可以短偶极子天线模型使用<一个href="//www.tatmou.com/es/es/es/help/phased/ref/phased.shortdipoleantennaelement-system-object.html">phased.ShortDipoleAntennaElement
系统对象™。
Short-Dipole极化组件年代tr在g>
计算领域的垂直和水平极化组件由short-dipole天线沿<年代p一个ncl一个年代年代="emphasis">z方向。情节的组件的函数仰角从0°- 360°。
创建
天线= phased.ShortDipoleAntennaElement (<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“FrequencyRange”年代p一个n>[1,2]* 1 e9,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“AxisDirection”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“Z”年代p一个n>);
计算天线的回应。因为仰角参数
el = 90:90;阿兹= 0(大小(el));fc = 1.5 e9;resp =天线(fc (az; el));阿兹的= 180.0 *(大小(el));resp1 =天线(fc (az; el));
覆盖在同一个图的响应。
图(1)次要情节(121)polarplot (el *π/ 180.0、abs (resp.V。”),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“b”年代p一个n>)举行<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">在年代p一个n>polarplot ((el + 180) * 180.0π/ abs (resp1.V。”),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“b”年代p一个n>str = sprintf ()<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“% s \ n % s”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“垂直极化”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“vs仰角”年代p一个n>);标题(str)<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">从年代p一个n>次要情节(122)polarplot (el *π/ 180.0、abs (resp.H。”),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“b”年代p一个n>)举行<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">在年代p一个n>polarplot ((el + 180) * 180.0π/ abs (resp1.H。”),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“b”年代p一个n>str = sprintf ()<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“% s \ n % s”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">水平极化的年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“vs仰角”年代p一个n>);标题(str)<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">从年代p一个n>
情节表明,水平分量消失,如预期。
交叉偶极子天线元素
您可以使用一个cross-dipole天线产生圆偏振辐射。crossed-dipole天线由两个相同但正交short-dipole天线相控90°。交叉偶极子天线的图出现在下图。电场由crossed-dipole天线由一个
极化率
工具箱可以crossed-dipole天线使用模型<一个href="//www.tatmou.com/es/es/es/help/phased/ref/phased.crosseddipoleantennaelement-system-object.html">phased.CrossedDipoleAntennaElement
系统对象。
LHCP和RHCP极化组件
这个例子情节右手和左手圆偏振分量产生的字段在1.5 GHz crossed-dipole天线。你可以看到圆偏振变化从0度纯RHCP方位角纯方位角LHCP在180度,在0度仰角。
创建
fc = 1.5 e9;天线= phased.CrossedDipoleAntennaElement (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“FrequencyRange”年代p一个n>[1、2]* 1 e9);
计算天线的左旋和右旋圆偏振分量响应。
阿兹= [180:180];el = 0(大小(az));resp =天线(fc (az; el));cfv = pol2circpol ([resp.H。'; resp.V。']);:clhp = cfv (1);crhp = cfv (2);
情节两个圆偏振分量在0度海拔。
极地(az *π/ 180.0,abs (clhp))<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">在年代p一个n>极地(az *π/ 180.0,abs (crhp))标题(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“LHCP和RHCP vs方位角”年代p一个n>)传说(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“LHCP”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“RHCP”年代p一个n>)举行<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">从年代p一个n>
数组支持极化金宝app
您可以创建的极化场利用极化天线阵列元素的值
散射截面矩阵
在极化场是由天线系统,现场辐射远场区域。场传播到自由空间时,极化特性保持不变,直到场与物质这散射场成许多方向。在这种情况下,散射波的振幅和极化入射波极化可以不同。散射波极化可能依赖于观察到的散射波的方向。极化的确切方式变化取决于散射物体的属性。量描述对象的响应事件字段称为雷达散射截面矩阵(RSCM),
在一般情况下,散射截面矩阵取决于角度的入射和散射领域使对象。当入射场散射发射天线或,
极化的签名
了解分散波取决于入射波的极化,您需要检查所有可能的为每个事件极化散射场的极化。因为这是很难想象的数据量,考虑两种情况:
为
copolarization 情况下,散射偏振入射场具有相同的极化。为
交叉极化 情况下,散射偏振正交极化事件字段。
你可以代表入射偏振angle-ellipticity倾斜角度对<年代p一个ncl一个年代年代="inlineequation"> 。每单位事件极化向量可以表示为
而正交极化向量
当你有一个RSCM矩阵,
在哪里
你可以计算使用copolarization和交叉极化签名<一个href="//www.tatmou.com/es/es/es/help/phased/ref/polsignature.html">polsignature
函数。这个函数返回散射功率的绝对值(规范化的最大值)。下一个例子显示了如何绘制极化签名RSCM矩阵
对所有可能的入射偏振。椭圆率角和倾角的值的范围横跨整个偏振的可能范围。
情节极化签名
情节copolarization和交叉极化散射矩阵的签名
指定散射矩阵。并指定范围的椭圆率角和方向(倾斜)角度,定义偏振状态。这些角覆盖所有可能的入射偏振状态。
rscmat =(1 * 2, 0.5, 0.5, 1我];el = [45:45];倾斜= [90:90];
对所有入射偏振情节copolarization签名。
polsignature (rscmat<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“c”年代p一个n>、el、倾斜)
画出所有入射偏振正交偏振签名。
polsignature (rscmat<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“x”年代p一个n>、el、倾斜)
极化损失和接收器不匹配
天线,用于接收极化电磁波达到其最大输出功率匹配天线极化时的偏振入射电磁场。否则,有极化损失:
极化损失计算投影(或点积)的传播领域的电场矢量在接收机极化向量。
损失不匹配时就会发生两个向量的方向,不是他们的大小。
偏振的入射功率损耗系数描述了分数的正确极化。
使用发射机的球形基础接收机的位置,你可以代表入射电场,
你可以代表接收方的极化矢量,
下一个图显示发射机和接收机的建设球形基向量。
极化损失被定义为:
和变化在0和1之间。由于向量定义不同的坐标系统,他们必须在全球坐标系统转换为投影。工具箱函数<一个href="//www.tatmou.com/es/es/es/help/phased/ref/polloss.html">polloss
计算偏振入射场和极化天线之间的不匹配。
从接收天线达到最大输出功率,匹配的天线极化向量必须输入字段的复共轭极化向量。作为一个例子,如果输入字段RHCP,极化向量给出的<年代p一个ncl一个年代年代="inlineequation"> ,最优接收机天线极化LHCP。共轭复数的引入是必要的,因为字段描述偏振对其传播方向,而接收天线的极化通常是指定的传播方向的天线。的复共轭纠正相反的极化接收时的感觉。
作为一个例子,如果发射天线传输RHCP领域,各种接收天线的极化损失因素偏振
接收天线极化 | 接收天线极化向量 | 极化损耗系数 | 极化损耗系数(dB) |
---|---|---|---|
水平的直线 | eH年代ub> | 1/2 | 3 dB |
垂直线性 | eV年代ub> | 1/2 | 3 |
RHCP | 0 | ∞ | |
LHCP | 1 | 0 |
雷达极化辐射传输模型
这个示例模型跟踪雷达基于31-by-31(961 -元素)均匀矩形数组(URA所言)。雷达是为了遵循一个移动的目标。在每一次瞬间,在已知的雷达点目标的方向。雷达的基本需求是检测的概率,
雷达的定义
建立了雷达操作参数。现有的雷达设计符合下列规范。
pd = 0.9;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%的概率检测年代p一个n>pfa = 1 e-6;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%的概率假警报年代p一个n>max_range = 1500 * 1000;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%最大明确的范围年代p一个n>range_res = 50.0;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%距离分辨率年代p一个n>rangegate = 5 * 1000;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%承担所有对象都在这个范围内年代p一个n>numpulses = 200;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%的脉冲积分年代p一个n>fc = 8 e9;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%的中心频率脉冲年代p一个n>c = physconst (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“光速”年代p一个n>);达峰时间= 2 * rangegate / c;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%的回声在rangegate对象年代p一个n>
脉冲重复间隔
设置脉冲重复间隔,
革命制度党= 2 * max_range / c;脉冲重复频率= 1 /革命制度党;
传输信号
建立了矩形波形的传播
pulse_bw = c / (2 * range_res);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%脉冲带宽年代p一个n>pulse_width = 1 / pulse_bw;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%脉冲宽度年代p一个n>fs = 2 * pulse_bw;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%采样率年代p一个n>n =装天花板(fs /脉冲重复频率);fs = n *脉冲重复频率;波形= phased.RectangularWaveform (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“脉冲宽度”年代p一个n>pulse_width,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">脉冲重复频率的年代p一个n>脉冲重复频率,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“SampleRate”年代p一个n>fs);
阵列天线和URA所言
数组包含short-dipole天线元素。使用
天线= phased.ShortDipoleAntennaElement (<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“FrequencyRange”年代p一个n>(5 e9, 10 e9),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“AxisDirection”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“Z”年代p一个n>);
定义一个31-by-31泰勒锥形均匀矩形阵列使用
numCols = 31;numRows = 31;λ= c / fc;d = 0.9 *λ/ 2;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%名义间距年代p一个n>wc = taylorwin (numCols);或者说是= taylorwin (numRows);tw = wr * wc”;数组= phased.URA (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“元素”年代p一个n>、天线、<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“大小”年代p一个n>(numCols numRows),<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“ElementSpacing”年代p一个n>(d, d),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“锥”年代p一个n>、tw);模式(数组、fc 180:180 90:90,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“CoordinateSystem”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“极地”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“类型”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“powerdb”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“极化”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“V”年代p一个n>);
雷达平台运动
接下来,设置的位置和运动的雷达平台
radarPlatformAxes = [1 0 0、0 1 0 0 0 1);radarplatform = phased.Platform (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“InitialPosition”年代p一个n>(0,0,0),<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“速度”年代p一个n>(0,0,0),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“OrientationAxes”年代p一个n>,radarPlatformAxes);
发射器和接收器
在雷达信号的形式传播一种电磁波。收集的信号辐射和天线在雷达系统中使用。散热器系统关联数组和对象,
散热器= phased.Radiator (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“传感器”年代p一个n>数组,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“OperatingFrequency”年代p一个n>足球俱乐部,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“PropagationSpeed”年代p一个n>c<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“CombineRadiatedSignals”年代p一个n>,真的,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“极化”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“组合”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“WeightsInputPort”年代p一个n>,真正的);collector1 = phased.Collector (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“传感器”年代p一个n>数组,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“OperatingFrequency”年代p一个n>足球俱乐部,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“PropagationSpeed”年代p一个n>c<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“波阵面”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“平面”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“极化”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“组合”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“WeightsInputPort”年代p一个n>、假);collector2 = phased.Collector (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“传感器”年代p一个n>数组,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“OperatingFrequency”年代p一个n>足球俱乐部,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“PropagationSpeed”年代p一个n>c<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“波阵面”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“平面”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“极化”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“组合”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“WeightsInputPort”年代p一个n>、假);
估计所需的峰值功率
使用雷达方程公式,估计所需的总发射功率达到使用的所有脉冲检测信噪比。
传输的信噪比有贡献元素获得阵列增益。计算数组的第一估计获得,然后添加的阵列增益的发射机增益峰值功率,达到所需的信噪比。
使用一个近似目标横截面的1.0雷达方程尽管分析要求完整的散射矩阵。
设置最大范围的值等于“rangegate”以来,超出范围的目标不感兴趣。
计算数组中获得10 * log10(元素)
假设每个元素都有20 dB的增益。
snr_min = albersheim (pd、pfa numpulses);AG) = 10 * log10 (numCols * numRows);tgt_rcs = 1;TransmitterGain = 20;τ= waveform.PulseWidth;Ts = 290;dbterm = db2pow (snr_min - 2 * TransmitterGain + AG);peak_power =(4 *π)^ 3 * physconst (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">玻耳兹曼的年代p一个n>)* Ts /τtgt_rcs /λ^ 2 * rangegate ^ 4 * dbterm
peak_power = 5.1778 e + 05
发射机= phased.Transmitter (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“PeakPower”年代p一个n>peak_power,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“获得”年代p一个n>TransmitterGain,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“LossFactor”年代p一个n>0,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“InUseOutputPort”年代p一个n>,真的,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“CoherentOnTransmit”年代p一个n>,真正的);
定义目标
我们要模拟脉冲返回从一个旋转的目标的散射截面矩阵变化从脉冲到脉冲。创建一个旋转的目标对象和一个移动的目标平台。旋转目标后表示为一个angle-dependent散射矩阵。旋转度/秒。
targetSpeed = 1000;targetVec = (1; 1, 0) /√(2);目标= phased.RadarTarget (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“EnablePolarization”年代p一个n>,真的,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“模式”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“单站”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“ScatteringMatrixSource”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">输入端口的年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“OperatingFrequency”年代p一个n>、fc);targetPlatformAxes = [1 0 0、0 1 0 0 0 1);targetRotRate = 45;targetplatform = phased.Platform (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“InitialPosition”年代p一个n>,(3500.0;0;0),<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“速度”年代p一个n>targetSpeed * targetVec);
其他系统对象
转向向量定义为
phased.SteeringVector系统对象。 Beamformer定义为
phased.PhaseShiftBeamformer系统对象。的 DirectionSource属性设置为 输入端口的使beamformer总是指向目标方向在每个已知的执行。 无线传播算子的使用
phased.FreeSpace系统对象。 接收机使用前置放大器模型
phased.ReceiverPreamp系统对象。
信号传播
因为反射信号接收到一个数组,使用beamformer指着指导方向获得合并后的信号。
steeringvector = phased.SteeringVector (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“SensorArray”年代p一个n>数组,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“PropagationSpeed”年代p一个n>c<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“IncludeElementResponse”年代p一个n>、假);beamformer = phased.PhaseShiftBeamformer (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“SensorArray”年代p一个n>数组,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“OperatingFrequency”年代p一个n>足球俱乐部,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“PropagationSpeed”年代p一个n>c<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“DirectionSource”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">输入端口的年代p一个n>);频道= phased.FreeSpace (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“SampleRate”年代p一个n>fs,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“TwoWayPropagation”年代p一个n>,真的,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“OperatingFrequency”年代p一个n>、fc);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%定义一个接收机,接收机噪声年代p一个n>放大器= phased.ReceiverPreamp (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“获得”年代p一个n>,20岁,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“LossFactor”年代p一个n>0,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“NoiseFigure”年代p一个n>,1<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“ReferenceTemperature”年代p一个n>,290,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“SampleRate”年代p一个n>fs,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“EnableInputPort”年代p一个n>,真的,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>“PhaseNoiseInputPort”年代p一个n>假的,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“SeedSource”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“汽车”年代p一个n>);
对于这样一个大型PRI和采样率,会有太多的样品每个元素。这将导致问题收集961个频道。为了将样本的数量维持在可控范围内,设定一个最大射程5公里。我们知道,目标是在这个范围内。
这组轴指定本地坐标轴的方向对全球坐标系统。这是目标的方向。
处理循环
预先分配数组绘制收集数据。
numpulses sig_max_V = 0 (1);numpulses sig_max_H = 0 (1);numpulses tm_V = 0 (1);numpulses tm_H = 0 (1);
毕竟系统创建对象,循环创建反射脉冲信号的数量。
maxsamp =装天花板(达峰时间* fs);fast_time_grid = (0: (maxsamp-1)) / fs;rotangle = 0.0;<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">为年代p一个n>m = 1: numpulses x =波形();<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%产生脉冲年代p一个n>%捕获只有样品在封闭的范围内年代p一个n>x = x (1: maxsamp);(年代,tx_status) =发射机(x);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%建立发射脉冲年代p一个n>%移动雷达平台和目标平台。年代p一个n>[radarPos, radarVel] = radarplatform(1 /脉冲重复频率);[targetPos, targetVel] = targetplatform(1 /脉冲重复频率);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%计算已知目标角度年代p一个n>[targetRng, targetAng] = rangeangle (targetPos,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>radarPos,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>radarPlatformAxes);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%计算雷达对目标轴角。年代p一个n>[radarRng, radarAng] = rangeangle (radarPos,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>targetPos,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>targetPlatformAxes);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%计算转向向量跟踪目标而设计的年代p一个n>sv = steeringvector (fc, targetAng);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%向targat辐射极化信号年代p一个n>tsig1 =散热器(s targetAng radarPlatformAxes连词(sv));<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%计算双向传播损耗(4 *π* R /λ)^ 2年代p一个n>tsig2 =通道(tsig1 radarPos、targetPos radarVel, targetVel);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%创建一个非常简单的模型变化的散射矩阵年代p一个n>scatteringMatrix = [cosd (rotangle), 0.5 *信德(rotangle);<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>0.5 *信德(rotangle) cosd (rotangle)];rsig1 =目标(tsig2 radarAng、targetPlatformAxes scatteringMatrix);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%反射目标年代p一个n>%收集垂直分量的辐射。年代p一个n>rsig3V = collector1 (rsig1 targetAng radarPlatformAxes);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%收集水平分量的辐射。这年代p一个n>%的第二个收集器是更绕x轴旋转年代p一个n>%对水平极化敏感年代p一个n>rsig3H = collector2 (rsig1、targetAng rotx (90) * radarPlatformAxes);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%两组加上接收机噪声信号年代p一个n>rsig4V =放大器(rsig3V ~ (tx_status > 0));<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%接收信号年代p一个n>rsig4H =放大器(rsig3H ~ (tx_status > 0));<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%接收信号年代p一个n>% Beamform信号年代p一个n>rsigV = beamformer (rsig4V targetAng);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%波束形成年代p一个n>rsigH = beamformer (rsig4H targetAng);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%波束形成年代p一个n>%找到每个脉冲并将它们存储的最大回报年代p一个n>%一个向量。存储接收到的脉冲时间。年代p一个n>[sigmaxV, imaxV] = max (abs (rsigV));[sigmaxH, imaxH] = max (abs (rsigH));sig_max_V (m) = sigmaxV;sig_max_H (m) = sigmaxH;tm_V (m) = fast_time_grid (imaxV) + (m - 1) *革命制度党;tm_H (m) = fast_time_grid (imaxH) + (m - 1) *革命制度党;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%更新目标平台轴的方向年代p一个n>targetPlatformAxes =<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">…年代p一个n>rotx (PRI * targetRotRate) * targetPlatformAxes;rotangle = rotangle + PRI * targetRotRate;<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">结束年代p一个n>%画出每个脉冲作为垂直和水平极化年代p一个n>%时间的函数。年代p一个n>情节(tm_V sig_max_V,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“。”年代p一个n>)举行<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">在年代p一个n>情节(tm_H sig_max_H,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“r”。年代p一个n>)举行<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">从年代p一个n>包含(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">的时间(秒)年代p一个n>)ylabel (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“振幅”年代p一个n>)标题(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">垂直和水平极化分量的年代p一个n>)传说(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“垂直”年代p一个n>,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“水平”年代p一个n>网格)<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">在年代p一个n>