От начала до конца моностатический радар
Этот пример показывает, как смоделировать сквозной моностатический радар с помощью Simulink®. Моностатический радар состоит из передатчика, соразмещенного с получателем. Передатчик генерирует импульс, который достигает намеченной цели и производит эхо, полученное получателем. Путем измерения местоположения времени эха можно оценить область значений цели. Первая часть этого примера демонстрирует, как обнаружить область значений единой цели с помощью эквивалента одной антенны элемента. Вторая часть примера покажет, как создать моностатический радар с универсальной линейной матрицей (ULA) с 4 элементами, которая обнаруживает область значений 4 целей.
Доступные реализации в качестве примера
Этот пример включает две модели Simulink®:
Моностатический Радар с Одной Целью: slexMonostaticRadarExample.slx
Моностатический Радар ULA с Четырьмя Целями: slexMonostaticRadarMultipleTargetsExample.slx
Моностатический радар с одной целью
Эта модель моделирует простой сквозной моностатический радар. Используя блок передатчика без узкополосного массива передачи блок эквивалентен моделированию одного изотропного элемента антенны. Меандры усилены блоком передатчика, затем распространенным к и от цели в свободном пространстве. Шум и усиление затем применяются в блоке предусилителя получателя к сигналу возврата, сопровождаемому согласованным фильтром. Потери области значений компенсируются, и импульсы некогерентно интегрированы. Большинство спецификаций проекта выведено от Разработки Основного Моностатического Импульсного Радарного примера, предусмотрел Системные объекты.
Модель состоит из приемопередатчика, канала и цели. Блоки, который соответствует каждому разделу модели:
Приемопередатчик
Rectangular- Создает меандры.Transmitter- Усиливает импульсы и отправляет состояние Transmit/Receive в блокReceiver Preamp, чтобы указать, передает ли он.Receiver Preamp- Получает импульсы от свободного пространства, когда передатчик выключен. Этот блок также добавляет шум в сигнал.Constant- Используемый, чтобы установить положение и скорость радара. Их значения получены блокамиFreespaceс помощьюGotoиFrom.Signal Processing- Подсистема выполняет фильтрацию соответствия и импульсное интегрирование.Vector Scope- Отображает интегрированный импульс как функцию области значений.
Подсистема обработки сигналов
Matched Filter- Выполняет фильтрацию соответствия, чтобы улучшить ОСШ.TVG- Время отличаясь усиление, чтобы компенсировать потерю области значений.Pulse Integrator- Интегрирует несколько импульсов некогерентно.
Канал
Freespace- Применяет задержки распространения, потери и эффекты Доплера к импульсам. Один блок используется для переданных импульсов и другого для отраженных импульсов. БлокиFreespaceтребуют положений и скоростей радара и цели. Те предоставляются с помощью блоковFromиGoto.
Цель
Target- Подсистема отражает импульсы согласно заданному RCS. Эта подсистема включает блокPlatform, который моделирует скорость и положение цели, которые предоставляются блокамFreespaceс помощью блоковFromиGoto. В этом примере цель является стационарной и расположена в 1 998 метрах от радара.
Исследование примера
Несколько диалоговых параметров модели вычисляются функцией помощника helperslexMonostaticRadarParam. Чтобы открыть функцию из модели, нажмите на блок Modify Simulation Parameters. Эта функция выполняется однажды, когда модель загружается. Это экспортирует в рабочую область структуру, на поля которой ссылаются диалоговые окна. Чтобы изменить любые параметры, или измените значения в структуре в командной строке или отредактируйте функцию помощника и повторно выполните его, чтобы обновить структуру параметра.
Результаты и отображения
Фигура ниже показов область значений цели. Целевой диапазон вычисляется из задержки туда и обратно отраженного импульса. Задержка измеряется от пика согласованного фильтра вывод. Мы видим, что цель приблизительно в 2 000 метров от радара. Эта область значений в 50-метровом разрешении диапазона радара из фактической области значений.
Моностатический радар с несколькими целями
Эта модель оценивает область значений четырех стационарных целей с помощью моностатического радара. Радарный приемопередатчик использует универсальную линейную антенную решетку с 4 элементами (ULA) для улучшенной направленности и усиления. Формирователь луча также включен в получатель. Цели расположены в 1 988, 3532, в 3845 и 1 045 метрах от радара.
Блоки, добавленные к предыдущему примеру:
Narrowband Tx Array- Моделирует антенную решетку для передачи узкополосных сигналов. Антенная решетка сконфигурирована с помощью вкладки "Sensor Array" диалоговой панели блока. БлокNarrowband Tx Arrayмоделирует передачу импульсов через антенную решетку в этих четырех направлениях, заданных с помощью портаAng. Вывод этого блока является матрицей четырех столбцов. Каждый столбец соответствует импульсам, распространенным к направлениям четырех целей.
Narrowband Rx Array- Моделирует антенную решетку для получения узкополосных сигналов. Массив сконфигурирован с помощью вкладки "Sensor Array" диалоговой панели блока. Блок получает импульсы от этих четырех направлений, заданных с помощью портаAng. Вход этого блока является матрицей четырех столбцов. Каждый столбец соответствует импульсам, распространенным от направления каждой цели. Вывод блока является матрицей 4 столбцов. Каждый столбец соответствует сигналу, полученному в каждом элементе антенны.
Range Angle- Вычисляет углы между радаром и целями. Углы используютсяNarrowband Tx Arrayи блокамиNarrowband Rx Array, чтобы определить в который направления смоделировать передачу или прием импульсов.
Phase Shift Beamformer- Beamforms выводReceiver Preamp. Вход к формирователю луча является матрицей 4 столбцов, одного столбца для сигнала, полученного в каждом элементе антенны. Вывод является beamformed вектором полученного сигнала.
Этот пример иллюстрирует, как использовать один Platform, Freespace и блоки Target, чтобы смоделировать все четыре пути к распространению туда и обратно. В блоке Platform исходные положения и скоростные параметры заданы как три четырьмя матрицы. Каждый столбец матрицы соответствует различной цели. Положение и скоростные входные параметры к блоку Freespace прибывают из выходных параметров блока Platform как три четырьмя матрицы. Снова, каждый столбец матрицы соответствует различной цели. Вводы и выводы сигнала блока Freespace имеют четыре столбца, один столбец для пути к распространению к каждой цели. Блок Freespace имеет двухстороннюю включенную установку распространения. "Среднее радарное сечение" (RCS) параметр блока Target задано как вектор четырех элементов, представляющих RCS каждой цели.
Исследование примера
Несколько диалоговых параметров модели вычисляются функцией помощника helperslexMonostaticRadarMultipleTargetsParam. Чтобы открыть функцию из модели, нажмите на блок Modify Simulation Parameters. Эта функция выполняется однажды, когда модель загружается. Это экспортирует в рабочую область структуру, на поля которой ссылаются диалоговые окна. Чтобы изменить любые параметры, или измените значения в структуре в командной строке или отредактируйте функцию помощника и повторно выполните его, чтобы обновить структуру параметра.
Результаты и отображения
Фигура ниже показов обнаруженные области значений целей. Целевые диапазоны вычисляются из задержки туда и обратно отраженных сигналов от целей. Мы видим, что цели - приблизительно 2 000, 3550, и в 3 850 метрах от радара. Эти результаты в 50-метровом разрешении диапазона радара из фактической области значений.
