Целевые модели Swerling

Пример иллюстрирует использование целевых моделей Swerling, чтобы описать колебания радарного поперечного сечения. Сценарий состоит из вращающегося моностатического радара и цели, описывающей радарное поперечное сечение моделью Swerling 2. В этом примере радар и цель являются стационарными.

Swerling 1 по сравнению с Swerling 2 модели

В Swerling 1 и целевых моделях Swerling 2, общий RCS является результатом многих независимых маленьких рассеивателей приблизительно равного отдельного RCS. Общий RCS может меняться в зависимости от каждого импульса на сканировании (Swerling 2) или может быть постоянным по полному сканированию, состоящему из нескольких импульсов (Swerling 1). В любом случае статистические данные повинуются функции плотности вероятности в квадрате хи с двумя степенями свободы.

Живите радарное сканирование и время

Для простоты запустите с вращающегося радара, имеющего время вращения 5 секунд, соответствуя вращению или частоте развертки 72 степеней/секунда.

Trot = 5.0;
scanrate = 360/Trot;

Радар имеет основную ширину луча на уровне половинной мощности (HPBW) 3,0 градусов. В течение времени, когда цель освещается основным лучом, радарные импульсы поражают цель и отражаются назад к радару. Период времени, во время которого освещается цель, называется жить временем. Это время также называется сканированием. Радар обработает 3 сканирования цели.

HPBW = 3.0;
Tdwell = HPBW/scanrate;
Nscan = 3;

Количество импульсов, которые прибывают в цель в течение жить времени, зависит от импульсной частоты повторения (PRF). PRF является инверсией импульсного интервала повторения (PRI). Примите, что 5 000 импульсов передаются в секунду.

prf = 5000.0;
pri = 1/prf;

Количество импульсов в каждый живет, время

Np = floor(Tdwell*prf);

Настройте модель Swerling 2

Вы создаете цель Swerling 2 путем соответствующего использования метода step Системы RadarTarget object™. Чтобы произвести модель Swerling 2, установите свойство Model Системы phased.RadarTarget object™ или к 'Swerling1' или к 'Swerling2'. Оба эквивалентны. Затем в каждом вызове метода step, устанавливает аргумент updatercs на true. Это означает, что радарное поперечное сечение обновляется в каждом импульсе.

Установите целевую модель на 'Swerling1'.

tgtmodel = 'Swerling2';

Настройте радарную модель System object™ компоненты

Настройте исходящую антенну. Примите, что рабочая частота антенны составляет 1 ГГц.

fc = 1e9;
antenna = phased.IsotropicAntennaElement('BackBaffled',true);
radiator = phased.Radiator('OperatingFrequency',fc,'Sensor',antenna);

Задайте местоположение стационарной антенны.

radarplatform = phased.Platform('InitialPosition',[0;0;0]);

Задайте местоположение стационарной цели.

targetplatform = phased.Platform('InitialPosition',[2000; 0; 0]);

Переданный сигнал является линейной формой волны FM. Передайте один импульс на вызов метода step.

waveform = phased.LinearFMWaveform('PulseWidth',50e-6,...
    'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1);

Настройте усилитель передачи.

transmitter = phased.Transmitter('PeakPower',1000.0,'Gain',40);

Настройте среду распространения, чтобы быть свободным пространством.

channel = phased.FreeSpace('OperatingFrequency',fc,...
    'TwoWayPropagation',true);

Задайте радарную цель, чтобы иметь средний RCS 1 m2 и быть типа модели Swerling 1 или 2. Можно использовать Swerling 1 или 2 взаимозаменяемо.

target = phased.RadarTarget('MeanRCS',1,'OperatingFrequency',fc,...
    'Model',tgtmodel);

Настройте радарный коллектор.

collector = phased.Collector('OperatingFrequency',1e9,...
    'Sensor',antenna);

Задайте согласованный фильтр, чтобы обработать входящий сигнал.

wav = waveform();
filter = phased.MatchedFilter(...
    'Coefficients',getMatchedFilter(waveform));

Обработка цикла для 3 сканирований цели Swerling 2

Сгенерируйте форму волны с модульной амплитудой
Усильте форму волны передачи
Излучите форму волны в желаемом направлении к цели
Распространите форму волны к и от радарной цели
Отразите форму волны от радарной цели.
Соберите излучение, чтобы создать полученный сигнал
Совпадайте с фильтром полученный сигнал

Обеспечьте память для радара возвращают амплитуды

z = zeros(Nscan,Np);
tp = zeros(Nscan,Np);

Введите цикл. Установите updatercs на true только для первого импульса сканирования.

for m = 1:Nscan
    t0 = (m-1)*Trot;
    t = t0;
    updatercs = true;
    for k = 1:Np

        t = t + pri;
        txwav = transmitter(wav);

Найдите радар и предназначайтесь для положений

        [xradar,vradar] = radarplatform(t);
        [xtgt,vtgt] = targetplatform(t);

Излучите форму волны, чтобы предназначаться

        [~,ang] = rangeangle(xtgt,xradar);
        radwav = radiator(txwav,ang);

Распространите форму волны к и от цели

        propwav = channel(radwav,radarplatform.InitialPosition,...
            targetplatform.InitialPosition,[0;0;0],[0;0;0]);

Отразите форму волны от цели. Установите флаг updatercs.

        reflwav = target(propwav,updatercs);

Соберите полученную форму волны

        collwav = collector(reflwav,ang);

Примените согласованный фильтр к входящему сигналу

        y = filter(collwav);
        z(m,k) = max(abs(y));
        tp(m,k) = t;

    end
end

Постройте импульсные амплитуды

Постройте амплитуды импульсов для сканирования как функция времени.

plot(tp(:),z(:),'.')
xlabel('Time (sec)')
ylabel('Pulse Amplitude')

Заметьте, что импульсные амплитуды отличаются в сканировании.

Гистограмма полученные импульсные амплитуды

figure;
hist(z(:),25)
xlabel('Pulse Amplitude')
ylabel('Count')

Документация