поэтапный. BackscatterRadarTarget

Радарная цель обратного рассеяния

Описание

Система phased.BackscatterRadarTarget object™ моделирует backscattering сигнала от цели. Обратное рассеяние является особым случаем радарного целевого рассеивания, когда инцидент и отраженные углы являются тем же самым. Этот тип рассеивания применяется к моностатическим радарным настройкам. Радарное поперечное сечение определяет ответ обратного рассеяния цели к входящему сигналу. Этот Системный объект позволяет вам задать зависимую углом радарную модель поперечного сечения, которая покрывает область значений инцидентных углов.

Системный объект phased.BackscatterRadarTarget создает сигнал backscattered для поляризованных и неполяризованных сигналов. В то время как электромагнитные радарные сигналы поляризованы, можно часто игнорировать поляризацию в симуляции и обрабатывать сигналы, когда скаляр сигнализирует. Чтобы проигнорировать поляризацию, задайте свойство EnablePolarization как false. Чтобы использовать поляризацию, задайте свойство EnablePolarization как true.

Для неполяризованных сигналов вы задаете радарное сечение как массив значений радарного поперечного сечения (RCS) в дискретном азимуте и точках повышения. Системный объект интерполирует значения для инцидентных углов между точками массивов. Для поляризованных сигналов вы задаете radar scattering matrix с помощью трех массивов, заданных в дискретном азимуте и точках повышения. Эти три массива соответствуют HH, HV и компонентам поляризации VV. Компонент VH вычисляется из сопряженной симметрии компонента HV.

И для неполяризованных и для поляризованных случаев сигнала, можно использовать одну из четырех моделей Swerling, чтобы сгенерировать случайные колебания RCS или радарной матрицы рассеивания. Выберите модель с помощью свойства Model. Затем используйте свойства SeedSource и Seed управлять колебаниями.

`EnablePolarization`	Используйте эти свойства
`false`	`RCSPattern`
`true`	`ShhPattern`, `SvvPattern` и `ShvPattern`

Смоделировать backscattered радарный сигнал:

Задайте и настройте свою радарную цель. Можно установить свойства Системного объекта phased.BackscatterRadarTarget во время создания или оставить их их значениям по умолчанию. Смотрите Конструкцию. Некоторые свойства, которые вы устанавливаете во время создания, могут быть изменены позже. Эти свойства являются настраиваемыми.
Чтобы вычислить отраженный сигнал, вызовите метод step phased.BackscatterRadarTarget. Вывод метода зависит от свойств Системного объекта phased.BackscatterRadarTarget. Можно изменить настраиваемые свойства в любое время.

Примечание

При запуске в R2016b, вместо того, чтобы использовать метод step, чтобы выполнить операцию, заданную Системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Конструкция

target = phased.BackscatterRadarTarget создает радарный целевой Системный объект обратного рассеяния, target.

target = phased.BackscatterRadarTarget(Name,Value) создает радарный целевой Системный объект обратного рассеяния, target, с каждым заданным набором свойства Name к заданному Value. Можно задать дополнительное имя и аргументы пары значения в любом порядке как (Name1,Value1..., NameN,ValueN).

Свойства

развернуть все

`EnablePolarization` — Включите поляризованные сигналы
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Опция, чтобы позволить обработать поляризованных сигналов, заданных как false или true. Установите это свойство на true позволять цели моделировать отражение поляризованного излучения. Установите это свойство на false игнорировать поляризацию.

Пример: true

Типы данных: логический

`AzimuthAngles` — Углы азимута
`[-180:180]` (значение по умолчанию) | 1 P вектором - строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

Углы азимута раньше задавали угловые координаты каждого столбца матриц, заданных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern или свойствами SvvPattern. Задайте углы азимута как длину вектор P. P должен быть больше, чем два. Угловые модули в градусах.

Пример: [-45:0.1:45]

Типы данных: double

`ElevationAngles` — Углы повышения
`[-90:90]` (значение по умолчанию) | 1 Q вектором - строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

Углы повышения раньше задавали угловые координаты каждой строки матриц, заданных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern или свойствами SvvPattern. Задайте углы повышения как длину вектор Q. Q должен быть больше, чем два. Угловые модули в градусах.

Пример: [-30:0.1:30]

Типы данных: double

`RCSPattern` — Радарный шаблон поперечного сечения
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с действительным знаком | Q-by-P-by-M массив с действительным знаком | 1 P вектором с действительным знаком | M-by-P матрица с действительным знаком

Шаблон радарного поперечного сечения (RCS), заданный как Q-by-P матрица с действительным знаком или Q-by-P-by-M массив с действительным знаком. Q является длиной вектора в свойстве ElevationAngles. P является длиной вектора в свойстве AzimuthAngles. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в метод step. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Модули шаблона являются квадратными метрами.

Можно также задать шаблон как функцию только азимута для одного повышения. В этом случае задайте шаблон или как 1 P вектором или как M-by-P матрица. Каждая строка является отдельным шаблоном.

Это свойство применяется, когда свойством EnablePolarization является false.

Пример: [1,.5;.5,1]

Типы данных: double

`ShhPattern` — Рассеивающий радар матричный компонент поляризации HH
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с комплексным знаком | Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком | 1 P комплексным вектором | M-by-P матрица с комплексным знаком

Радар, рассеивающий матричный компонент поляризации HH, заданный как Q-by-P матрица с комплексным знаком или Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком. Q является длиной вектора в свойстве ElevationAngles. P является длиной вектора в свойстве AzimuthAngles. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в метод step. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Рассеивающиеся матричные модули являются метрами.

Можно также задать шаблон как функцию только азимута для одного повышения. Затем задайте шаблон или как 1 P вектором или как M-by-P матрица. Каждая строка является отдельным шаблоном.

Это свойство применяется, когда свойством EnablePolarization является true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`SvvPattern` — Радар, рассеивающий матричный компонент поляризации VV
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с комплексным знаком | Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком | 1 P комплексным вектором | M-by-P матрица с комплексным знаком

Радар, рассеивающий матричный компонент поляризации VV, заданный как Q-by-P матрица с комплексным знаком или Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком. Q является длиной вектора в свойстве ElevationAngles. P является длиной вектора в свойстве AzimuthAngles. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в метод step. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Рассеивающиеся матричные модули являются метрами.

Это свойство применяется, когда свойством EnablePolarization является true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`ShvPattern` — Радар, рассеивающий матричный компонент поляризации HV
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с комплексным знаком | Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком | 1 P комплексным вектором | M-by-P матрица с комплексным знаком

Радар, рассеивающий матричный компонент поляризации HV, заданный как Q-by-P матрица с комплексным знаком или Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком. Q является длиной вектора в свойстве ElevationAngles. P является длиной вектора в свойстве AzimuthAngles. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в метод step. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Рассеивающиеся матричные модули являются метрами.

Это свойство применяется, когда свойством EnablePolarization является true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`Model` — Целевая модель колебания
`'Nonfluctuating'` (значение по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

Целевая модель колебания, заданная как 'Nonfluctuating', 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3' или 'Swerling4'. Если вы устанавливаете это свойство на значение кроме 'Nonfluctuating', используйте входной параметр update при вызове phased.BackscatterRadarTarget.step.

Пример: 'Swerling3'

Типы данных: char

`PropagationSpeed` — Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Скорость распространения сигнала, заданная как положительная скалярная величина. Модули исчисляются в метрах в секунду. Скорость распространения по умолчанию является значением, возвращенным physconst('LightSpeed'). Смотрите physconst.

Пример: 3e8

Типы данных: double

`OperatingFrequency` — Рабочая частота
`300e6` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Рабочая частота, заданная как положительная скалярная величина. Модули находятся в Гц.

Пример: 1e9

Типы данных: double

`SeedSource` — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания RCS
`'Auto'` (значение по умолчанию) | `'Property'`

Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания RCS, заданной как 'Auto' или 'Property'. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Auto', Системный объект генерирует случайные числа с помощью генератора случайных чисел MATLAB^® по умолчанию. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Property', вы задаете seed генератора случайных чисел с помощью свойства Seed. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете свойство Model to'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3' или 'Swerling 4'. Когда вы используете этот объект с программным обеспечением Parallel Computing Toolbox™, вы устанавливаете это свойство на 'Auto'.

Пример: 'Property'

Типы данных: char

`Seed` — Seed генератора случайных чисел
`0` (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число ^{меньше чем 232}

Seed генератора случайных чисел, заданный как неотрицательное целое число ^{меньше чем 232}. Это свойство применяется, когда свойство SeedSource установлено в 'Property'.

Пример: 32301

Типы данных: double

Методы

сброс	Сбросьте состояния Системного объекта
шаг	Входящий сигнал обратного рассеяния

Характерный для всех системных объектов
`release`	Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Примеры

развернуть все

Обратное рассеяние неполяризованный сигнал

Скрипт Open Live Script

Вычислите отраженный радарный сигнал от не колеблющейся цели точки с пиковым RCS 10,0 $m^{2}$ . Используйте упрощенное выражение шаблона RCS цели в иллюстративных целях. Действительные шаблоны RCS более сложны. Шаблон RCS покрывает область значений углов от 10 °-30 ° в азимуте и 5 °-15 ° в повышении. RCS достигает максимума в азимуте на 20 ° и повышении на 10 °. Примите, что радар, рабочая частота составляет 1 ГГц и что сигнал является синусоидой на уровне 1 МГц.

Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным синтаксисом step. Например, замените myObject(x) на step(myObject,x).

Создайте и постройте шаблон RCS.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:30.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
rcspattern = 10.0*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
imagesc(azpatangs,elpatangs,rcspattern)
axis image
axis tight
title('RCS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')

Сгенерируйте и постройте 50 выборок радарного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
sig = sin(2*pi*freq*t);
plot(t*1e6,sig)
xlabel('Time (\mu seconds)')
ylabel('Signal Amplitude')
grid

Создайте Систему phased.BackscatterRadarTarget object™.

target = phased.BackscatterRadarTarget('Model','Nonfluctuating',...
    'AzimuthAngles',azpatangs,'ElevationAngles',elpatangs,...
    'RCSPattern',rcspattern,'OperatingFrequency',foper);

Для последовательности инцидентных углов под постоянным углом повышения найдите и постройте рассеянную амплитуду сигнала.

az0 = 13.0;
el = 10.0;
naz = 20;
az = az0 + [0:2:20];
naz = length(az);
ss = zeros(1,naz);
for k = 1:naz
    y = target(sig,[az(k);el]);
    ss(k) = max(abs(y));
end
plot(az,ss,'.')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Scattered Signal Amplitude')
grid

Обратное рассеяние поляризованный сигнал

Скрипт Open Live Script

Вычислите поляризованный радарный сигнал, рассеянный от Swerling1, колеблющегося цель точки. Примите, что целевая ось вращается от глобальной системы координат. Используйте простые выражения для рассеивающихся шаблонов для рисунка. Действительные шаблоны рассеивания более сложны. Для поляризованных сигналов необходимо задать HH, HV и компоненты VV рассеивающейся матрицы для области значений инцидентных углов. В этом примере шаблоны покрывают область значений 10 °-30 ° в азимуте и 5 °-15 ° в повышении. Углы относительно целевой системы локальной координаты. Примите, что радар, рабочая частота составляет 1 ГГц и что сигнал является синусоидой с частотой 1 МГц. Инцидентный угол является азимутом на 13,0 ° и повышением на 14,0 ° относительно целевой ориентации.

Создайте и постройте рассеивающиеся матричные шаблоны.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:35.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
shhpat = cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
shvpat = 1i*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
svvpat = sind(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
subplot(1,3,1)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shhpat))
axis image
axis tight
title('HH')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')
subplot(1,3,2)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shvpat))
axis image
axis tight
title('HV')
xlabel('Azimuth (deg)')
subplot(1,3,3)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(svvpat))
axis image
axis tight
title('VV')
xlabel('Azimuth (deg)')

Создайте Систему phased.BackscatterRadarTarget object™.

target = phased.BackscatterRadarTarget('EnablePolarization',true,...
    'Model','Swerling1','AzimuthAngles',azpatangs,...
    'ElevationAngles',elpatangs,'ShhPattern',shhpat,'ShvPattern',shvpat,...
    'SvvPattern',svvpat);

Сгенерируйте 50 выборок поляризованного радарного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
signal.X = exp(1i*2*pi*freq*t);
signal.Y = exp(1i*2*pi*freq*t + pi/3);
signal.Z = zeros(size(signal.X));
tgtaxes = azelaxes(60,10);
ang = [13.0;14.0];

Отразите сигнал от цели и постройте ее компоненты.

refl_signal = target(signal,ang,tgtaxes,true);
figure
plot(t*1e6,real(refl_signal.X))
hold on
plot(t*1e6,real(refl_signal.Y))
plot(t*1e6,real(refl_signal.Z))
hold off
xlabel('Time \mu seconds')
ylabel('Amplitude')
grid

Больше о

развернуть все

Излучение Backscattered

Для узкополосной связи неполяризованный сигнал отраженный сигнал, Y,

$Y = \sqrt{G} \cdot X,$

где:

X является входящим сигналом.
G является целевым фактором усиления, безразмерное количество, данное

$G = \frac{4 π σ}{λ^{2}} .$
- σ среднее радарное поперечное сечение (RCS) цели.
- λ длина волны входящего сигнала.

Инцидентный сигнал на цели масштабируется квадратным корнем из фактора усиления.

Поскольку узкополосная связь поляризовала волны, один скалярный сигнал, X, заменяется векторным сигналом, _{(EH, EV)}, с горизонтальными и вертикальными составляющими. Рассеивающаяся матрица, S, заменяет скалярное поперечное сечение, σ. Через рассеивающуюся матрицу инцидентная горизонталь и вертикальные поляризованные сигналы преобразованы в отраженную горизонталь и вертикальные поляризованные сигналы.

$[\begin{matrix} E_{H}^{(s c a t)} \\ E_{V}^{(s c a t)} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{4 π}{λ^{2}}} [\begin{matrix} S_{H H} & S_{V H} \\ S_{H V} & S_{V V} \end{matrix}] [\begin{matrix} E_{H}^{(i n c)} \\ E_{V}^{(i n c)} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{4 π}{λ^{2}}} [S] [\begin{matrix} E_{H}^{(i n c)} \\ E_{V}^{(i n c)} \end{matrix}]$

Для получения дальнейшей информации см. [1] или [2].

Ссылки

[1] Мотт, H. Антенны для радара и коммуникаций. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1992.

[2] Ричардс, M. A. Основные принципы радарной обработки сигналов. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2005.

[3] Skolnik, M. Введение в радиолокационные системы, 3-го Эда. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Документация

поэтапный. BackscatterRadarTarget

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

`EnablePolarization` — Включите поляризованные сигналы
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` — Углы азимута
`[-180:180]` (значение по умолчанию) | 1 P вектором - строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`ElevationAngles` — Углы повышения
`[-90:90]` (значение по умолчанию) | 1 Q вектором - строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`Model` — Целевая модель колебания
`'Nonfluctuating'` (значение по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` — Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`OperatingFrequency` — Рабочая частота
`300e6` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`SeedSource` — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания RCS
`'Auto'` (значение по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` — Seed генератора случайных чисел
`0` (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число ^{меньше чем 232}

Методы

Примеры

Обратное рассеяние неполяризованный сигнал

Обратное рассеяние поляризованный сигнал

Больше о

Излучение Backscattered

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Введенный в R2016a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

Документация

поэтапный. BackscatterRadarTarget

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

EnablePolarization — Включите поляризованные сигналы false (значение по умолчанию) | true

AzimuthAngles — Углы азимута [-180:180] (значение по умолчанию) | 1 P вектором - строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

ElevationAngles — Углы повышения [-90:90] (значение по умолчанию) | 1 Q вектором - строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

Model — Целевая модель колебания 'Nonfluctuating' (значение по умолчанию) | 'Swerling1' | 'Swerling2' | 'Swerling3' | 'Swerling4'

PropagationSpeed — Скорость распространения сигнала physconst('LightSpeed') (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

OperatingFrequency — Рабочая частота 300e6 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

SeedSource — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания RCS 'Auto' (значение по умолчанию) | 'Property'

Seed — Seed генератора случайных чисел 0 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число меньше чем 232

Методы

Примеры

Обратное рассеяние неполяризованный сигнал

Обратное рассеяние поляризованный сигнал

Больше о

Излучение Backscattered

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Введенный в R2016a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

`EnablePolarization` — Включите поляризованные сигналы
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` — Углы азимута
`[-180:180]` (значение по умолчанию) | 1 P вектором - строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`ElevationAngles` — Углы повышения
`[-90:90]` (значение по умолчанию) | 1 Q вектором - строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`Model` — Целевая модель колебания
`'Nonfluctuating'` (значение по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` — Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`OperatingFrequency` — Рабочая частота
`300e6` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`SeedSource` — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания RCS
`'Auto'` (значение по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` — Seed генератора случайных чисел
`0` (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число ^{меньше чем 232}

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.