phased.IntensityScope

Разовая интенсивность области значений (RTI) или отображение Доплеровской разовой интенсивности (DTI)

расширьте все на странице

Описание

phased.IntensityScope Система object™ создает осциллограф интенсивности для просмотра данные о Доплеровской разовой интенсивности (DTI) или разовая интенсивность области значений (RTI). Осциллограф интенсивности является водопадом прокрутки значений интенсивности как функция времени. Строки развертки появляются в нижней части окна экрана и прокрутки прочь наверху. Каждая строка развертки представляет интенсивность сигнала как функцию параметра интереса, такого как область значений или скорость. Можно также использовать этот объект отобразить данные угловой разовой интенсивности и спектральные данные. Этот рисунок показывает отображение RTI.

Создать осциллограф интенсивности:

  1. Задайте и настройте phased.IntensityScope Системный объект. Можно установить любые свойства Системного объекта в это время, или можно оставить их в их значениях по умолчанию. Смотрите Конструкцию.

  2. Вызовите step метод, чтобы добавить линии интенсивности на нижнюю часть отображения согласно свойствам phased.IntensityScope Системный объект. Некоторые свойства являются настраиваемыми и могут быть изменены в любое время. Ненастраиваемые свойства не могут быть изменены после первого вызова step. Последующие вызовы step добавьте больше линий интенсивности.

Примечание

Запуск в R2016b, вместо того, чтобы использовать step метод, 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) выполните эквивалентные операции.

Конструкция

sIS = phased.IntensityScope создает Системный объект осциллографа интенсивности, sIS, наличие значений свойств по умолчанию.

sIS = phased.IntensityScope(Name,Value) возвращается интенсивность определяют объем Системного объекта, sIS, с каждым заданным свойством Name установите на заданный ValueИмя должен появиться в одинарных кавычках (''). Можно задать несколько аргументов пары "имя-значение" в любом порядке как Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Свойства

развернуть все

Окно scope интенсивности называет в виде вектора символов. Name свойство и Title различные свойства. Заголовок появляется в окне экрана выше данных. Имя появляется в строке заголовка окна.

Пример: 'Range Intensity'

Типы данных: char

Выборка оси X, располагающая с интервалами в виде положительного скаляра с действительным знаком. Это количество определяет ширину каждого горизонтального интервала строки развертки. Модули зависят от интерпретации данных. Например, если вы создаете отображение RTI, затем установка XResolution к 0.5 интерпретирован как 0,5 метра.

Пример: 0.5

Типы данных: double

Ось X возмещена в виде скаляра с действительным знаком. Это количество устанавливает значение самого низкого интервала строки развертки. Значения всех других интервалов равны этому значению плюс целочисленное кратное Xresolution. Модули зависят от интерпретации данных. Например, если вы создаете отображение RTI, затем установка XOffset к 100.0 интерпретирован как 100 метров.

Пример: -0.1

Типы данных: double

X- в виде вектора символов.

Пример: 'Range (km)'

Типы данных: char

Заголовок интенсивности определяет объем отображения в виде вектора символов. Title свойство и Name различные свойства. Заголовок появляется в окне экрана выше данных. Имя появляется в строке заголовка окна.

Пример: 'Range vs Time'

Типы данных: char

Разрешение времени линии (линий) интенсивности в виде положительного скаляра с действительным знаком. Модули являются секундами.

Пример: .0001

Типы данных: double

Отрезок времени интенсивности отображается в виде положительного скаляра с действительным знаком. Модули являются секундами.

Пример: 5.0

Типы данных: double

Метка единиц интенсивности, отображенная в цветной полосе в виде вектора символов.

Пример: 'Watts'

Типы данных: char

Местоположение и размер окна scope интенсивности в виде вектора 1 на 4, имеющего форму [left bottom width height]. Модули находятся в пикселях.

  • left и bottom задайте местоположение нижнего левого угла окна.

  • width и height задайте ширину и высоту окна.

Значение по умолчанию этого свойства зависит от разрешения вашего отображения. Это свойство является настраиваемым.

Пример: [100 100 500 400]

Типы данных: double

Методы

скрытьсяСкройте окно scope интенсивности
сбросСбросьте состояние Системного объекта осциллографа интенсивности
showПокажите окно scope интенсивности
шагОбновите отображение осциллографа интенсивности
Характерный для всех системных объектов
release

Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Примеры

свернуть все

Открыть скрипт

Используйте phased.IntensityScope Системный объект? отобразить интенсивность эха движущейся цели как функция области значений и время.

Запустите симуляцию в течение 5 секунд на 0,1 вторых шагах. В отображении каждая горизонтальная строка развертки показывает интенсивность радарного эха на каждом временном шаге.

nsteps = 50;
dt = .1;
timespan = nsteps*dt;

Симулируйте цель в области значений 320,0 км и уровне области значений 2,0 км/с. Эхо разрешено в интервалы области значений 1-километрового разрешения. Интервалы диапазона охватывают от 50 до 1 000 км.

rngres = 1.0;
rngmin = 50.0;
rngmax = 1000.0;
tgtrange = 320.0;
rangerate = 2.0;
rngscan = [rngmin:rngres:rngmax];

Настройте Осциллограф Интенсивности с помощью этих свойств.

  • Используйте XResolution свойство установить ширину каждого интервала строки развертки к разрешению области значений 1 км.

  • Используйте XOffset свойство установить значение самого низкого интервала области значений к минимальной области значений 50 км.

  • Используйте TimeResolution свойство установить значение разницы во времени строки развертки к 0,1 с.

  • Используйте TimeSpan свойство установить высоту окна экрана к длительности времени симуляции.

  • Используйте IntensityUnits свойство установить дисплеи на Watts.

scope = phased.IntensityScope('Name','IntensityScope Display',...
    'Title','Range vs. Time','XLabel','Range (km)',...
    'XResolution',rngres,'XOffset',rngmin,...
    'TimeResolution',dt,'TimeSpan',timespan, ...
    'IntensityUnits','Watts','Position',[100,100,800,450]);

Обновите текущий целевой интервал и создайте записи для двух смежных интервалов области значений. Каждый вызов step метод создает новую строку развертки.

for k = 1:nsteps
    bin = floor((tgtrange - rngmin)/rngres) + 1;
    scanline = zeros(size(rngscan));
    scanline(bin+[-1:1]) = 1;
    scope(scanline.');
    tgtrange = tgtrange + dt*rangerate;
    pause(.1);
end

Открыть скрипт

Используйте phased.IntensityScope Системный объект? 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. Используйте phased.Platform Системный объект? 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 XResolution свойство установить ширину каждого интервала строки развертки к разрешению области значений 1 км.

  • Используйте XOffset свойство установить значение самого низкого интервала области значений к минимальной области значений 50 км.

  • Используйте TimeResolution свойство установить значение разницы во времени строки развертки к 0,1 с.

  • Используйте TimeSpan свойство установить высоту окна экрана к длительности времени симуляции.

  • Используйте IntensityUnits свойство 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

  1. В этом цикле переместите цели в постоянную скорость с помощью step метод phased.Platform Системный объект.

  2. Вычислите целевые диапазоны с помощью rangeangle функция.

  3. Вычислите интервалы целевого диапазона путем квантования значений области значений в целочисленных множителях rangres.

  4. Заполните каждый интервал целевого диапазона и соседние интервалы с симулированным радарным значением интенсивности.

  5. Добавьте сигнал от каждой цели до строки развертки.

  6. Вызовите step метод phased.IntensityScope Системный объект, 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

Открыть скрипт

Используйте phased.IntensityScope Системный объект? отобразить обнаружение выход 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 step синтаксис. Например, замените myObject(x) с 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 ширину полосы пропускания импульса из разрешения области значений. Установите частоту дискретизации, fs, к дважды ширине полосы пропускания импульса. Шумовая пропускная способность также установлена в ширину полосы пропускания импульса. Радар интегрирует много импульсов, установленных num_pulse_int. Длительность каждого импульса является инверсией ширины полосы пропускания импульса.

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 приемника.

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, варьируясь 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 IntensityScope Системные объекты, 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:

  1. Обновите радарное положение и скорость radarplatform

  2. Обновите целевые положения и скорости targetplatforms

  3. Создайте импульсы одной волны, обучаются, чтобы быть переданным transmitter

  4. Вычислите области значений и углы целей относительно радара

  5. Излучите сигналы к целям radiator

  6. Распространите импульсы к цели и спине channels

  7. Отразите сигналы от целевого targets

  8. Получите sCollector сигнала

  9. Усильте полученный amplifier сигнала

  10. Сформируйте куб данных

Для каждого набора 10 импульсов в кубе данных:

  1. Фильтр соответствия каждая строка (быстро-разовая размерность) куба данных.

  2. 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.

Смотрите также

Темы

Введенный в R2016a

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте