step

Системный объект: поэтапный. WidebandBackscatterRadarTarget
Пакет: поэтапный

Обратное рассеяние широкополосный сигнал от радарной цели

расширьте все на странице

Синтаксис

refl_sig = step(target,sig,ang)
refl_sig = step(target,sig,ang,update)
refl_sig = step(target,sig,ang,laxes)
refl_sig = step(target,sig,ang,laxes,update)

Описание

Примечание

В качестве альтернативы вместо того, чтобы использовать step метод, 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) выполните эквивалентные операции.

пример

refl_sig = step(target,sig,ang) возвращает отраженный сигнал, refl_sig, из инцидента неполяризованный сигнал, sig. Этот синтаксис применяется, когда вы устанавливаете EnablePolarization свойство к false и Model свойство к 'Nonfluctuating'. В этом случае значения заданы в RCSPattern свойство используется для расчета значения RCS в инциденте и отраженных направлениях, ang.

пример

refl_sig = step(target,sig,ang,update) использование update управлять, обновить ли значения RCS. Этот синтаксис применяется, когда вы устанавливаете EnablePolarization свойство к false и Model свойство к одной из колеблющихся моделей RCS: 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если update true, сгенерировано новое значение RCS. Если update false, предыдущее значение RCS используется.

refl_sig = step(target,sig,ang,laxes) возвращает отраженный сигнал, refl_sig, из инцидента поляризованный сигнал, sig. Этот синтаксис применяется, когда вы устанавливаете EnablePolarization к true и Model свойство к 'Nonfluctuating'. Значения заданы в ShhPattern, SvvPattern, и ShvPattern свойства используются для расчета матрицы обратного рассеяния в инцидентных направлениях, ang. laxes аргумент указывает, что система локальной координаты раньше задавала горизонтальные и вертикальные компоненты поляризации.

refl_sig = step(target,sig,ang,laxes,update) использует update аргумент, чтобы управлять, обновить ли рассеивающиеся матричные значения. Этот синтаксис применяется, когда вы устанавливаете EnablePolarization свойство к true и Model свойство к одной из колеблющихся моделей RCS: 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если update true, сгенерировано новое значение RCS. Если update false, предыдущее значение RCS используется.

Примечание

Объект выполняет инициализацию в первый раз, когда объект выполняется. Эта инициализация блокирует ненастраиваемые свойства (MATLAB) и входные технические требования, 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 release метод, чтобы разблокировать объект.

Входные параметры

развернуть все

Цель обратного рассеяния в виде phased.WidebandBackscatterRadarTarget Системный объект.

  • Широкополосный неполяризованный сигнал в виде N-by-M матрица с комплексным знаком. Количество N является количеством выборок сигнала и M, является количеством независимых сигналов, отражающихся от цели. Каждый столбец содержит независимый сигнал, отраженный от цели.

    Размер первой размерности входной матрицы может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной импульсной частотой повторения.

  • Широкополосный поляризованный сигнал в виде 1 M struct массив, содержащий поля с комплексным знаком. Каждый struct элемент содержит три N-by-1 вектор-столбцы компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, который отражается от цели. Каждый struct элемент содержит три N-by-1 вектор-столбцы с комплексным знаком, sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют x, y и z Декартовы компоненты поляризованного сигнала.

    Размер первой размерности матричных полей в struct может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала, такую как импульсный сигнал с переменной импульсной частотой повторения.

Пример: [1,1;j,1;0.5,0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Инцидентное направление сигнала в виде столбца с действительным знаком 2 1 вектор или 2 M матрицей положительных значений. Каждый столбец ang задает инцидентное направление соответствующего сигнала в форме [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Количество столбцов в ang должен совпадать с количеством независимых сигналов в sig. Модули в градусах.

Пример: [30;45]

Типы данных: double

Опция, чтобы позволить значениям RCS для моделей колебания обновиться в виде false или true. Когда update true, новое значение RCS сгенерировано с каждым вызовом step метод. Если update false, RCS остается неизменным с каждым вызовом step.

Типы данных: логический

Системная матрица локальной координаты в виде 3х3 ортонормированной матрицы с действительным знаком или 3 3 M массивом с действительным знаком. Столбцы матрицы задают систему локальной координаты ортонормированный x - ось, y - ось, и z - ось, соответственно. Каждая ось является вектором формы (x;y;z) относительно глобальной системы координат. Когда sig имеет только один сигнал, laxes 3х3 матрица. Когда sig имеет несколько сигналов, можно использовать одну 3х3 матрицу в нескольких сигналах в sig. В этом случае все цели имеют те же системы локальной координаты. Когда вы задаете laxes как 3 3 M массивом, каждая страница (третий индекс) задает 3х3 матрицу локальной координаты для соответствующей цели.

Пример: [1,0,0;0,0.7071,-0.7071;0,0.7071,0.7071]

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, возвращенный как N-by-M матрица с комплексным знаком. Каждый столбец содержит независимый сигнал, отраженный от цели.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, возвращенный как 1 M struct массив, содержащий поля с комплексным знаком. Каждый struct элемент содержит три N-by-1 вектор-столбцы компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, который отражается от цели.

Количество N является количеством выборок сигнала и M, является количеством сигналов, отражающихся от цели. Каждый столбец соответствует отражающемуся углу.

Для поляризованных полей, struct элемент содержит три N-by-1 вектор-столбцы с комплексным знаком: sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют x, y и z Декартовы компоненты поляризованного сигнала.

Выход refl_sig содержит выборки сигнала, прибывающие к месту назначения сигнала в течение текущего входного периода времени. Когда время распространения от источника до места назначения превышает длительность системы координат текущего времени, выход не содержит все вклады от входа системы координат текущего времени. Остающийся выход появляется в следующем вызове step.

Примеры

развернуть все

Скрипт Open Live Script

Вычислите отраженный радарный сигнал от не колеблющейся цели точки, имеющей пиковый RCS 10,0 м^2. Используйте простой целевой шаблон RCS в иллюстративных целях. Действительные шаблоны RCS более сложны. Шаблон RCS покрывает область значений углов от 10-30 степени в области азимута и 5-15 степени в области вертикального изменения. RCS достигает максимума в 20 азимутах степеней и 10 вертикальных изменениях степеней. RCS также имеет зависимость частоты и задан на 5 частотах в пропускной способности сигнала. Примите, что радар, рабочая частота составляет 100 МГц и что сигнал является линейной формой волны FM, имеющей пропускную способность на 20 МГц.

Создайте и постройте широкополосный сигнал.

c = physconst('LightSpeed');
fs = 50e6;
pw = 20e-6;
PRF = 1/(2*pw);
fc = 100e6;
bw = 20e6;
waveform = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',fs,'PulseWidth',pw, ...
    'PRF',PRF,'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1,'SweepBandwidth',bw, ...
    'SweepDirection','Down','Envelope','Rectangular','SweepInterval', ...
    'Symmetric');
wav = waveform();
n = size(wav,1);
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(wav),'b')
xlabel('Time (\mu s)')
ylabel('Waveform Magnitude')
grid

Создайте шаблон RCS на пяти различных частотах в пропускной способности сигнала с помощью упрощенной зависимости частоты. Зависимость частоты является единицей на рабочей частоте и уменьшается вне той частоты. Реалистические зависимости от частоты более сложны. Постройте шаблон RCS для одной из частот.

fvec = fc + [-fs/2,-fs/4,0,fs/4,fs/2];
fdep = cos(3*(1 - fvec/fc));
azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpattern = [10.0:0.5:30.0];
elpattern = [5.0:0.5:15.0];
rcspattern0 = 10.0*cosd(4*(elpattern - elmax))'*cosd(4*(azpattern - azmax));
for k = 1:5
    rcspattern(:,:,k) = rcspattern0*fdep(k);
end
imagesc(azpattern,elpattern,abs(rcspattern(:,:,1)))
axis image
axis tight
title('RCS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')

Создайте phased.WidebandBackscatterRadarTarget Система object™.

target = phased.WidebandBackscatterRadarTarget('Model','Nonfluctuating', ...
    'AzimuthAngles',azpattern,'ElevationAngles',elpattern,...
    'RCSPattern',rcspattern,'OperatingFrequency',fc,'NumSubbands',32, ...
    'FrequencyVector',fvec);

Для последовательности инцидентных углов азимута при постоянном вертикальном изменении найдите и постройте отраженную амплитуду сигнала.

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

Скрипт Open Live Script

Вычислите отраженный радарный сигнал от Swerling 4, колеблющегося цель точки с пиковым RCS 0,1 м^2. Используйте простой целевой шаблон RCS в иллюстративных целях. Действительные шаблоны RCS более сложны. Шаблон RCS покрывает область значений углов от 10 - 30 градусов в области азимута и 5 -15 градусов в области вертикального изменения. RCS достигает максимума в 20 градусах в области азимута и 10 градусах в области вертикального изменения в значении 0,1 м^2. RCS также имеет зависимость частоты и задан на пяти частотах в пропускной способности сигнала. Примите, что радар, рабочая частота составляет 100 МГц и что сигнал является линейной формой волны FM с пропускной способностью на 20 МГц. Частота дискретизации составляет 50 МГц.

Создайте и постройте широкополосный сигнал.

c = physconst('LightSpeed');
fs = 50e6;
pw = 20e-6;
PRF = 1/(2*pw);
fc = 100.0e6;
bw = 20.0e6;
waveform = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',fs,'PulseWidth',pw, ...
    'PRF',PRF,'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1,'SweepBandwidth',bw, ...
    'SweepDirection','Down','Envelope','Rectangular','SweepInterval', ...
    'Symmetric');
wav = waveform();

Создайте шаблон RCS на пяти различных частотах в пропускной способности сигнала с помощью простой зависимости частоты. Зависимость частоты спроектирована, чтобы быть единицей на рабочей частоте и уменьшиться вне той полосы. Реалистические зависимости от частоты более сложны.

fvec = fc + [-fs/2,-fs/4,0,fs/4,fs/2];
fdep = cos(3*(1 - fvec/fc));
azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azangs = [10.0:0.5:30.0];
elangs = [5.0:0.5:15.0];
rcspattern0 = 0.1*(cosd((elangs - elmax))'*cosd((azangs - azmax))).^2;
for k = 1:5
    rcspattern(:,:,k) = rcspattern0*fdep(k);
end
imagesc(azangs,elangs,abs(rcspattern(:,:,5)))
axis image
axis xy
axis tight
title('RCS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')
colorbar

Создайте phased.WidebandBackscatterRadarTarget Система object™.

target = phased.WidebandBackscatterRadarTarget('Model','Swerling4', ...
    'SeedSource','Property','Seed',100213,'AzimuthAngles',azangs, ...
    'ElevationAngles',elangs,'RCSPattern',rcspattern, ...
    'OperatingFrequency',fc,'NumSubbands',32,'FrequencyVector',fvec);

Найдите и постройте 100 выборок инцидентного сигнала и двух последовательных отраженных сигналов в 10 градусах в области азимута и 10 градусах в области вертикального изменения. Обновите RCS при каждом выполнении Системы object™.

az = 10.0;
el = 10.0;
refl_wav1 = target(wav,[az;el],true);
refl_wav2 = target(wav,[az;el],true);
n = 100;
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(wav(1:n)))
hold on
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(refl_wav1(1:n)),'.')
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(refl_wav2(1:n)),'.')
hold off
legend('Incident Signal','First Backscattered Signal','Second Backscattered Signal')
xlabel('Time (\mu s)')
ylabel('Waveform Magnitude')
title('Swerling 4 RCS')

Введенный в R2017b

Документация Phased Array System Toolbox
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте