Системный объект: поэтапный. IntensityScope
Пакет: поэтапный
Обновите отображение осциллографа интенсивности
step(sIS,data)
При запуске в R2016b, вместо того, чтобы использовать метод step, чтобы выполнить операцию, заданную Системой object™, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.
step( обновляет отображение осциллографа интенсивности с новыми строками развертки от действительного сигнала, sIS,data)data.
Объект выполняет инициализацию в первый раз, когда объект выполняется. Эта инициализация блокирует ненастраиваемые свойства (MATLAB) и входные спецификации, такие как размерности, сложность и тип данных входных данных. Если вы изменяете ненастраиваемое свойство или входную спецификацию, Системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить ненастраиваемые свойства или входные параметры, необходимо сначала вызвать метод release, чтобы разблокировать объект.
Использовать Системный объект phased.IntensityScope? отобразить интенсивность эха трех движущихся целей как функции области значений и время.
Создайте радар и предназначайтесь для системных объектов
Настройте исходные положения и скорости трех целей. Использовать Системный объект phased.Platform? смоделировать радар и целевые движения. Радар является стационарным, в то время как цели подвергаются постоянному скоростному движению. Симуляция запускается для 500 шагов в 0,1 втором шаге, давая общее время симуляции 50 секунд.
nsteps = 500; dt = .1; timespan = nsteps*dt; x1 = [60,0,0]'; x2 = [60,-80,40]'; x3 = [300,0,-300]'; v1 = [2,0,0]'; v2 = [10,5,6]'; v3 = [-10,2,-4]'; platform = phased.Platform([0,0,0]',[0,0,0]'); targets = phased.Platform([x1,x2,x3],[v1,v2,v3]);
Настройте интервалы области значений
Каждое эхо помещается в интервал области значений. Разрешение интервала области значений составляет 1 метр, и область значений от 50 до 1 000 метров.
rngres = 1.0; rngmin = 50.0; rngmax = 1000.0; rngscan = [rngmin:rngres:rngmax];
Создайте функцию усиления
Задайте зависимую областью значений функцию усиления, чтобы улучшить отображение целей в больших областях значений. Функция усиления усиливает возвращенное эхо в целях визуализации только.
rangegain = @(rng)(1e12*rng^4);
Создайте осциллограф интенсивности
Настройте Осциллограф Интенсивности с помощью этих свойств.
Используйте свойство XResolution установить ширину каждого интервала строки развертки к разрешению области значений 1 км.
Используйте свойство XOffset установить значение самого низкого интервала области значений к минимальной области значений 50 км.
Используйте свойство TimeResolution установить значение разницы во времени строки развертки к 0,1 с.
Используйте свойство TimeSpan установить высоту окна экрана к длительности времени симуляции.
Используйте свойство IntensityUnits установить дисплеи на Watts.
scope = phased.IntensityScope('Name','IntensityScope Display',... 'Title','Ranges vs. Time','XLabel','Range (m)','XResolution',rngres,... 'XOffset',rngmin,'TimeResolution',dt,'TimeSpan',timespan, ... 'IntensityUnits','Watts','Position',[100,100,800,450]);
Запустите цикл симуляции
В этом цикле переместите цели в постоянную скорость с помощью метода step Системного объекта phased.Platform.
Вычислите целевые диапазоны с помощью функции rangeangle.
Вычислите интервалы целевого диапазона путем квантования значений области значений в целочисленных множителях rangres.
Заполните каждый интервал целевого диапазона и соседние интервалы с моделируемым радарным значением интенсивности.
Добавьте сигнал от каждой цели до строки развертки.
Вызовите метод step Системного объекта phased.IntensityScope, чтобы отобразить строки развертки.
for k = 1:nsteps xradar = platform(dt); xtgts = targets(dt); [rngs] = rangeangle(xtgts,xradar); scanline = zeros(size(rngscan)); rngindx = ceil((rngs(1) - rngmin)/rngres); scanline(rngindx + [-1:1]) = rangegain(rngs(1))/(rngs(1)^4); rngindx = ceil((rngs(2) - rngmin)/rngres); scanline(rngindx + [-1:1]) = rangegain(rngs(2))/(rngs(2)^4); rngindx = ceil((rngs(3) - rngmin)/rngres); scanline(rngindx + [-1:1]) = rangegain(rngs(3))/(rngs(3)^4); scope(scanline.'); pause(.1); end
Использовать Системный объект phased.IntensityScope? отобразить обнаружение вывод полной симуляции радиолокационной системы. Радарный сценарий содержит стационарный одноэлементный моностатический радар и три движущихся цели.
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).
Установите радарные рабочие параметры
Установите вероятность обнаружения, вероятность ложного предупреждения, максимальной области значений, разрешения области значений, рабочей частоты, усиления передатчика, и предназначайтесь для радарного поперечного сечения.
pd = 0.9; pfa = 1e-6; max_range = 5000; range_res = 50; fc = 10e9; tx_gain = 20; tgt_rcs = 1;
Выберите скорость распространения сигнала, чтобы быть скоростью света и вычислить длину волны сигнала, соответствующую рабочей частоте.
c = physconst('LightSpeed');
lambda = c/fc;
Вычислите импульсную пропускную способность из разрешения области значений. Установите уровень выборки, fs, к дважды импульсной пропускной способности. Шумовая пропускная способность также установлена в импульсную пропускную способность. Радар интегрирует много импульсов, установленных num_pulse_int. Длительность каждого импульса является инверсией импульсной пропускной способности.
pulse_bw = c/(2*range_res); pulse_length = 1/pulse_bw; fs = 2*pulse_bw; noise_bw = pulse_bw; num_pulse_int = 10;
Установите импульсную частоту повторения совпадать с максимальной областью значений радара.
prf = c/(2*max_range);
Вычислите степень передачи
Используйте уравнение Albersheim, чтобы вычислить ОСШ, требуемый встретить желаемой вероятности обнаружения и вероятности ложного предупреждения. Затем используйте основное уравнение радиолокации, чтобы вычислить степень, должен был достигнуть необходимого ОСШ.
snr_min = albersheim(pd, pfa, num_pulse_int); peak_power = radareqpow(lambda,max_range,snr_min,pulse_length,... 'RCS',tgt_rcs,'Gain',tx_gain);
Создание системных объектов для модели
Выберите прямоугольную форму волны.
waveform = phased.RectangularWaveform('PulseWidth',pulse_length,... 'PRF',prf,'SampleRate',fs);
Установите характеристики усилителя получателя.
amplifier = phased.ReceiverPreamp('Gain',20,'NoiseFigure',0,... 'SampleRate',fs,'EnableInputPort',true,'SeedSource','Property',... 'Seed',2007); transmitter = phased.Transmitter('Gain',tx_gain,'PeakPower',peak_power,... 'InUseOutputPort',true);
Задайте радарную антенну как одну изотропную антенну.
antenna = phased.IsotropicAntennaElement('FrequencyRange',[5e9 15e9]);
Создайте моностатическую радарную платформу.
radarplatform = phased.Platform('InitialPosition',[0; 0; 0],... 'Velocity',[0; 0; 0]);
Настройте эти три целевых платформы с помощью объекта единой системы.
targetplatforms = phased.Platform(... 'InitialPosition',[2000.66 3532.63 3845.04; 0 0 0; 0 0 0], ... 'Velocity',[150 -150 0; 0 0 0; 0 0 0]);
Создайте Системные объекты коллектора и теплоотвод.
radiator = phased.Radiator('Sensor',antenna,'OperatingFrequency',fc); collector = phased.Collector('Sensor',antenna,'OperatingFrequency',fc);
Настройте три целевых свойства RCS.
targets = phased.RadarTarget('MeanRCS',[1.6 2.2 1.05],'OperatingFrequency',fc);
Создайте Системный объект, чтобы смоделировать двухстороннее распространение свободного пространства.
channels= phased.FreeSpace('SampleRate',fs,'TwoWayPropagation',true,... 'OperatingFrequency',fc);
Задайте согласованный фильтр.
MFcoef = getMatchedFilter(waveform); filter = phased.MatchedFilter('Coefficients',MFcoef,'GainOutputPort',true);
Создайте интервалы области значений и Доплера
Настройте быстро-разовую сетку. Быстрое время является временем выборки отраженного импульса относительно импульсного времени передачи. Интервалы области значений являются областями значений, соответствующими каждому интервалу быстрой сетки времени.
fast_time = unigrid(0,1/fs,1/prf,'[)');
range_bins = c*fast_time/2;
Чтобы компенсировать потерю области значений, создайте время, отличаясь Системный объект усиления?.
gain = phased.TimeVaryingGain('RangeLoss',2*fspl(range_bins,lambda),... 'ReferenceLoss',2*fspl(max_range,lambda));
Настройте Доплеровские интервалы. Доплеровские интервалы определяются импульсной частотой повторения. Создайте Системный объект БПФ для Доплера, обрабатывающего.
DopplerFFTbins = 32; DopplerRes = prf/DopplerFFTbins; fft = dsp.FFT('FFTLengthSource','Property',... 'FFTLength',DopplerFFTbins);
Создайте куб данных
Настройте уменьшаемый куб данных. Обычно, куб данных имеет быстро-разовые и медленно-разовые размерности и количество датчиков. Поскольку куб данных имеет только один датчик, это двумерно.
rx_pulses = zeros(numel(fast_time),num_pulse_int);
Создайте системные объекты IntensityScope
Создайте два Системных объекта IntensityScope, один для доплеровской разовой интенсивности и другого для разовой интенсивности области значений.
dtiscope = phased.IntensityScope('Name','Doppler-Time Display',... 'XLabel','Velocity (m/sec)', ... 'XResolution',dop2speed(DopplerRes,c/fc)/2, ... 'XOffset',dop2speed(-prf/2,c/fc)/2,... 'TimeResolution',0.05,'TimeSpan',5,'IntensityUnits','Mag'); rtiscope = phased.IntensityScope('Name','Range-Time Display',... 'XLabel','Range (m)', ... 'XResolution',c/(2*fs), ... 'TimeResolution',0.05,'TimeSpan',5,'IntensityUnits','Mag');
Запустите цикл симуляции по нескольким радарным передачам
Передайте 2 000 импульсов. Когерентно группы процесса из 10 импульсов за один раз.
Для каждого импульса:
Обновите радарное положение и скорость radarplatform
Обновите целевые положения и скорости targetplatforms
Создайте импульсы одного train волны быть переданным transmitter
Вычислите области значений и углы целей относительно радара
Излучите сигналы к целям radiator
Распространите импульсы к цели и спине channels
Отразите сигналы от целевого targets
Получите sCollector сигнала
Усильте полученный amplifier сигнала
Сформируйте куб данных
Для каждого набора 10 импульсов в кубе данных:
Фильтр соответствия каждая строка (быстро-разовая размерность) куба данных.
Вычислите эффекты Доплера для каждой строки (медленно-разовая размерность) куба данных.
pri = 1/prf; nsteps = 200; for k = 1:nsteps for m = 1:num_pulse_int [ant_pos,ant_vel] = radarplatform(pri); [tgt_pos,tgt_vel] = targetplatforms(pri); sig = waveform(); [s,tx_status] = transmitter(sig); [~,tgt_ang] = rangeangle(tgt_pos,ant_pos); tsig = radiator(s,tgt_ang); tsig = channels(tsig,ant_pos,tgt_pos,ant_vel,tgt_vel); rsig = targets(tsig); rsig = collector(rsig,tgt_ang); rx_pulses(:,m) = amplifier(rsig,~(tx_status>0)); end rx_pulses = filter(rx_pulses); MFdelay = size(MFcoef,1) - 1; rx_pulses = buffer(rx_pulses((MFdelay + 1):end), size(rx_pulses,1)); rx_pulses = gain(rx_pulses); range = pulsint(rx_pulses,'noncoherent'); rtiscope(range); dshift = fft(rx_pulses.'); dshift = fftshift(abs(dshift),1); dtiscope(mean(dshift,2)); radarplatform(.05); targetplatforms(.05); end
Все цели лежат на оси X. Две цели проходят ось X, и каждый является стационарным. Поскольку радар в начале координат, можно считать целевую скорость непосредственно из разового Доплером Окна экрана. Значения соглашаются с заданными скоростями-150, 150, и 0 м/секунда.
Использовать Системный объект phased.IntensityScope? отобразить угловые движения перемещения целей как функции времени. Каждая горизонтальная строка (строка развертки) проявляет силу радарного эха под различными углами азимута. Пробел азимута разделен на интервалы азимута, и каждый интервал заполнен моделируемым значением в зависимости от положения целей.
Создайте радар и предназначайтесь для системных объектов
Настройте исходные положения и скорости трех целей. Использовать Системный объект phased.Platform? смоделировать радар и целевые движения. Радар является стационарным, в то время как цели подвергаются постоянному скоростному движению. Симуляция запускается для 200 шагов в 0,5 вторых интервалах, давая общее время симуляции 100 секунд.
nsteps = 200; dt = 0.5; timespan = nsteps*dt; x1 = [60,0,0]'; x2 = [60,-80,40]'; x3 = [300,0,-300]'; x3 = [-300,0,-300]'; v1 = [2,0,0]'; v2 = [10,5,6]'; v3 = [-10,2,-4]'; radarplatform = phased.Platform([0,0,0]',[0,0,0]'); targets = phased.Platform([x1,x2,x3],[v1,v2,v3]);
Настройте угловые интервалы азимута
Сигнал для каждого эха помещается в угловой интервал и два смежных интервала. Разрешение интервала является 1 степенью, и угловой промежуток от-180 до 180 градусов.
angres = 1.0; angmin = -180.0; angmax = 180.0; angscan = [angmin:angres:angmax]; na = length(angscan);
Функция усиления области значений
Задайте зависимую областью значений функцию усиления, чтобы улучшить отображение целей в больших областях значений. Функция усиления усиливает возвращенное эхо в целях визуализации только.
rangegain = @(rng)(1e12*rng^4);
Настройте средство просмотра осциллографа
Пара "имя-значение" XResolution задает ширину каждого интервала строки развертки. XOffset устанавливает значение самого низкого углового интервала азимута. Пара "имя-значение" TimeResolution задает разницу во времени между строками развертки. Пара "имя-значение" TimeSpan устанавливает высоту окна экрана. Строка развертки создается с каждым вызовом метода step. Единицы интенсивности являются амплитудными модулями.
scope = phased.IntensityScope( ... 'Name','IntensityScope Display',... 'Title','Azimuth vs. Time',... 'XLabel','Azimuth (deg)', ... 'XResolution',angres,'XOffset',angmin,... 'TimeResolution',dt,'TimeSpan',timespan, ... 'IntensityUnits','Watts',... 'Position',[100,100,800,450]);
Цикл отображения обновления
В этом цикле переместите цели в постоянную скорость с помощью метода step Системного объекта phased.Platform.
Вычислите целевые диапазоны и углы азимута с помощью функции rangeangle.
Вычислите угловые интервалы азимута путем квантования угловых значений азимута в целочисленных множителях angres.
Заполните каждый целевой интервал азимута и соседние интервалы с моделируемым радарным значением интенсивности.
Вызовите метод step phased.IntensityScope, чтобы отобразить строку развертки.
for k = 1:nsteps xradar = radarplatform(dt); xtgts = targets(dt); [rngs,angs] = rangeangle(xtgts,xradar); scanline = zeros(size(angscan)); angindx = ceil((angs(1,1) - angmin)/angres) + 1; idx = angindx + [-1:1]; idx(idx>na)=[]; idx(idx<1)=[]; scanline(idx) = rangegain(rngs(1))/(rngs(1)^4); angindx = ceil((angs(1,2) - angmin)/angres) + 1; idx = angindx + [-1:1]; idx(idx>na)=[]; idx(idx<1)=[]; scanline(idx) = rangegain(rngs(2))/(rngs(2)^4); angindx = ceil((angs(1,3) - angmin)/angres) + 1; idx = angindx + [-1:1]; idx(idx>na)=[]; idx(idx<1)=[]; scanline(idx) = rangegain(rngs(3))/(rngs(3)^4); scope(scanline.'); pause(.1); end
