Бортовая разработка системы SAR

Этот пример демонстрирует, как спроектировать датчик Радара с синтезированной апертурой (SAR), действующий в X-полосе, и вычислить ее параметры. SAR использует движение радарной антенны по целевой области, чтобы обеспечить изображение целевой области. Синтетическая апертура создается, когда перемещения платформы SAR по целевой области, в то время как импульсы переданы и получены от радарной антенны.

Этот пример фокусируется на проекте датчика SAR, который может соответствовать набору эксплуатационных параметров. Это обрисовывает в общих чертах шаги, чтобы перевести требования по производительности, такие как разрешение азимута и вероятность обнаружения, в системные параметры SAR, такие как размерность антенны и степень передачи. Это моделирует расчетные параметры для stripmap и режимов работы SAR центра внимания. Относительно stripmap операции режим центра внимания может обеспечить лучшее разрешение, более сильный сигнал от сцены за счет уменьшаемого размера сцены или области уровень обработки изображений. Пример также демонстрирует параметры сигнала щебета азимута.

Спроектируйте технические требования

Цель этой бортовой системы SAR состоит в том, чтобы обеспечить изображение целевой области на расстоянии до 10 км от бортовой платформы с областью значений и разрешением азимута 1 м. Платформа действует на высоте 5 км и перемещается со скоростью 100 м/с. Желаемые индексы эффективности являются вероятностью обнаружения (Pd) и вероятность ложного предупреждения (PFA). Эти индексы должны достигнуть значения 0,9 для Pd и меньший, чем 1e-6 для PFA.

slantrngres = 1;        % Required slant range resolution (m)
azres = 1;              % Required azimuth resolution (m)
maxrng = 10e3;          % Maximum unambiguous slant range (m)
pd = 0.9;               % Probability of detection
pfa = 1e-6;             % Probability of false alarm
v = 100;                % Velocity (m/s)
h = 5000;               % Radar altitude (m)

Бортовая разработка системы SAR

Мы должны задать несколько параметров радиолокационной системы. В этом разделе, системных параметрах как длина синтетической апертуры для stripmap, а также режимов центра внимания, пропускная способность сигнала, которые являются основными параметрами, которые задают операционную возможность системы SAR, была выведена кроме параметров как ширина луча, время интегрирования и уровень покрытия.

Настройка сигнала

Чтобы вычислить системные параметры SAR, мы также должны знать длину волны сигнала распространения, который связан с рабочей частотой системы. Здесь, мы устанавливаем рабочую частоту на X-полосу рассмотрения 10 ГГц.

Мы используем freq2wavelen функция, чтобы вычислить длину волны сигнала распространения.

freq = 10e9;                 % Radar Frequency within X-band (Hz)
lambda = freq2wavelen(freq)  % Wavelength (m)
lambda = 0.0300

Пропускная способность сигнала сопоставляет с наклонным разрешением области значений SAR, и это в свою очередь - решающий фактор, должен был отличить две цели, разделенные расстоянием. Наклонитесь разрешение области значений дает вам, минимальное различие в области значений должно было отличить две цели. Используйте rangeres2bw функция, чтобы вычислить пропускную способность сигнала, которая определяется наклонным разрешением области значений.

pulse_bw = rangeres2bw(slantrngres)    % Pulse bandwidth (Hz)
pulse_bw = 149896229

Режим SAR Stripmap

stripmap режим SAR принимает фиксированное направление обращения радарной антенны относительно направления движения платформы. Здесь, антенна указывает на поперечное направление.

Ориентация антенны

Угол депрессии часто используется, чтобы задать направление обращения антенны в вертикальном изменении. Этот пример принимает, что земля является достаточно плоской так, чтобы угол депрессии совпал с углом падения.

Мы используем grazingang функция, чтобы вычислить угол падения из области значений угла обзора.

grazang = grazingang(h,maxrng,'Flat')  % Grazing angle (in degrees)
grazang = 30.0000

Размерность азимута антенны

Как мы решаем размерность азимута антенны? Необходимое разрешение азимута часто является решающим фактором для размерности азимута антенны.

Следующий шаг должен использовать sarlen и sarazres функции, чтобы анализировать и вычислить синтетическую апертурную длину и ее разрешение азимута для выбора размерности азимута антенны.

dazv = [1 1.5 2 2.5 3];    % Antenna azimuth dimensions (m)
striplenv = zeros(1,numel(dazv));
stripazresv = zeros(1,numel(dazv));
for i=1:numel(dazv)
    striplenv(i) = sarlen(maxrng,lambda,dazv(i));
    stripazresv(i) = sarazres(maxrng,lambda,striplenv(i));
end

helperPlotStripmapMode(stripazresv,striplenv,dazv,azres)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 2 objects of type line, constantline. Axes 2 contains 2 objects of type line, constantline.

Как видно из фигуры выше, синтетическая апертурная длина 149,9 м для stripmap режима, соответствующего 1 м необходимого разрешения азимута, может быть хорошим выбором. Самая маленькая размерность антенны в азимуте, который мы можем использовать для stripmap SAR в этом сценарии, составляет 2 м. Однако, чтобы достигнуть разрешения азимута изображений меньше чем 1 м размерность антенны в азимуте должна быть увеличена для stripmap SAR режим обработки изображений.

Для остальной части этого примера мы выбираем синтетическую апертурную длину 149,9 м для stripmap режима и размерности азимута антенны 2 м.

daz = 2
daz = 2
striplen = 149.9
striplen = 149.9000

Размерность вертикального изменения антенны

Что мы должны использовать для решения размерности вертикального изменения антенны? Необходимая длина swath, которая будет отображена, часто используется, чтобы задать размерность вертикального изменения антенны. Мы принимаем, что swath, который будет отображен вдоль области значений, составляет 2,4 км.

Следующий шаг должен использовать aperture2swath функция, чтобы анализировать и вычислить длину swath для выбора размерности вертикального изменения антенны.

rngswath = 2400;
delv = [0.15 0.2 0.25 0.3 0.35];    % Elevation Dimensions (m)
rangeswathv = zeros(1,numel(delv));
for i=1:numel(delv)
    [rangeswathv(i),crngswath] = aperture2swath(maxrng,lambda,[delv(i) daz],grazang);
end
clf
plot(rangeswathv,delv)
grid on
xline(rngswath,'-.',{[num2str(round(rngswath,2)),' m']}); % Selected range swath
xlabel('Swath Length (m)')
ylabel('Antenna Elevation Dimension (m)')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line, constantline.

Как видно из фигуры выше, мы выбираем размерность вертикального изменения антенны 0,25 м для stripmap режима, соответствующего 2 400 м необходимой длины swath вдоль области значений, которая будет отображена.

Для остальной части этого примера мы выбираем размерность вертикального изменения антенны 0,25 м.

del = 0.25
del = 0.2500

Действительная ширина луча антенны и усиление

Мы используем ap2beamwidth функция, чтобы вычислить действительную ширину луча антенны.

realAntBeamwidth = ap2beamwidth([daz del],lambda) % [Az El] (deg)
realAntBeamwidth = 2×1

    0.8588
    6.8707

Мы используем aperture2gain функция, чтобы вычислить усиление антенны.

antGain = aperture2gain(daz*del, lambda) % dBi
antGain = 38.4454

Синтетическая ширина луча, время вычислений и ограничения

Раздел выше покрыл вычисление размерности антенны, пропускной способности сигнала и ширины луча антенны действительного апертурного радара. Необходимые упомянутые выше расчетные параметры налагают ограничения на длину swath и уровень покрытия области.

Следующий шаг должен использовать sarbeamwidth, sarinttime, sarmaxcovrate и sarmaxswath функции, чтобы вычислить синтетическую ширину луча, время интегрирования, уровень покрытия области и максимальная длина swath. Заметьте, что ширина луча азимута для системы SAR намного меньше, чем ширина луча азимута для действительного апертурного радара.

stripsynbw = sarbeamwidth(lambda,striplen); % Synthetic beamwidth (degrees)
stripinttime = sarinttime(v,striplen);      % Integration time (sec)
stripcovrate = sarmaxcovrate(azres,grazang);      % Upper bound on coverage rate (m^2/sec)
stripswlen = sarmaxswath(v,azres,grazang);        % Upper bound on swath length (m)

RealAntenna = [realAntBeamwidth(1); NaN; NaN; NaN];
Parameters = ["Synthetic Beamwidth";"Integration Time";"Upper Bound on Swath Length";...
    "Upper Bound on Area Coverage Rate"];
StripmapSAR = [stripsynbw;stripinttime;round(stripcovrate/1e6,1);round(stripswlen/1e3)];
Units = ["degrees";"sec";"km^2/sec";"km"];
sarparams = table(Parameters,RealAntenna,StripmapSAR,Units)
sarparams=4×4 table
                Parameters                 RealAntenna    StripmapSAR      Units   
    ___________________________________    ___________    ___________    __________

    "Synthetic Beamwidth"                    0.85884       0.0057294     "degrees" 
    "Integration Time"                           NaN           1.499     "sec"     
    "Upper Bound on Swath Length"                NaN           173.1     "km^2/sec"
    "Upper Bound on Area Coverage Rate"          NaN            1731     "km"      

Разрешение азимута мы можем достигнуть SAR использования в этом сценарии, составляет 1 м. Однако, чтобы достигнуть этой эффективности, импульсы должны быть интегрированы больше 1,5 секунд. Верхняя граница на уровне покрытия области является 173 km^2/sec. Верхняя граница на максимальной длине swath, которая будет отображена, составляет 1 731 км.

Высветите режим SAR

SAR центра внимания способен к расширению SAR возможность обработки изображений к высокому разрешению, отображающему значительно. Это возможно, поскольку режим центра внимания гарантирует, что радарная антенна смотрит искоса мгновенно вокруг области, отображаемой, таким образом, освещая целевую область на более долгое время по сравнению с stripmap режимом.

Когерентный угол интегрирования

Достигнутое разрешение азимута в stripmap SAR составляет 1 м. Разрешение SAR центра внимания часто описывается в терминах когерентного угла интегрирования радарного вектора опорного направления, когда платформа пересекает синтетическую апертурную длину.

Мы используем sarintang и sarlen функции, чтобы вычислить когерентный угол интегрирования и синтетическую апертурную длину.

ciang = sarintang(lambda,azres)    % (degrees)
ciang = 0.8589
len = sarlen(maxrng,'CoherentIntegrationAngle',ciang)   % (m)
len = 149.8976

Лучшее разрешение азимута, достижимое в stripmap SAR, составляет 1 м для размерности антенны 2 м в азимуте. Однако спецификация, чтобы получить разрешение на 0,5 м для SAR центра внимания может быть достигнута с помощью той же антенны. Это получено путем регулирования радарного луча, чтобы сохранить цель в луче в течение более длительного времени и таким образом сформировать более длинную синтетическую апертуру.

Следующий шаг должен использовать sarlen и sarazres функции, чтобы анализировать синтетическую апертурную длину и ее разрешение азимута по различным когерентным углам интегрирования.

spotazres = 0.5;       % Azimuth resolution in spotlight SAR (m)
intangv = 1:0.01:2.5;  % Coherent integration angles (degrees)
spotlenv = zeros(1,numel(intangv));
spotazresv = zeros(1,numel(intangv));
for i=1:numel(intangv)
    spotlenv(i) = sarlen(maxrng,'CoherentIntegrationAngle',intangv(i));
    spotazresv(i) = sarazres(maxrng,lambda,spotlenv(i));
end

helperPlotSpotlightMode(spotazresv,spotlenv,intangv,spotazres)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 2 objects of type line, constantline. Axes 2 contains 2 objects of type line, constantline.

Как очевидные от фигуры выше, мы выбираем синтетическую апертурную длину 300 м для режима центра внимания, соответствующего 0,5 м разрешения азимута. Для когерентного угла интегрирования 1,71 градусов разрешение азимута в режиме центра внимания составляет 0,5 м. Однако, чтобы достигнуть подобного разрешения азимута в stripmap режиме, размерность антенны в азимуте должна быть увеличена.

Для остальной части этого примера мы выбираем синтетическую апертурную длину 300 м и когерентный угол интегрирования 1,71 градусов для режима центра внимания.

spotlen = 300
spotlen = 300
intang = 1.71
intang = 1.7100

Синтетическая ширина луча, время вычислений и ограничение

Относительно stripmap операции режим центра внимания может обеспечить лучшее разрешение, более сильный сигнал от сцены за счет уменьшаемого размера сцены или области уровень обработки изображений.

Мы используем sarbeamwidth, sarinttime, sarmaxcovrate и sarmaxswath функции, чтобы вычислить синтетическую ширину луча, время интегрирования, уровень покрытия области и максимальная длина swath. Заметьте, что уровень покрытия области, максимальная длина swath для системы SAR центра внимания намного меньше, чем для stripmap SAR.

spotsynbw = sarbeamwidth(lambda,spotlen);            % Synthetic beamwidth (degrees)
spotinttime = sarinttime(v,spotlen);                 % Integration time (sec)
spotcovrate = sarmaxcovrate(spotazres,grazang);      % Upper bound on coverage rate (m^2/sec)
spotswlen = sarmaxswath(v,spotazres,grazang);        % Upper bound on swath length (m)

SpotlightSAR = [spotsynbw;spotinttime;round(spotcovrate/1e6,1);round(spotswlen/1e3)];

sar = table(Parameters,StripmapSAR,SpotlightSAR,Units)
sar=4×4 table
                Parameters                 StripmapSAR    SpotlightSAR      Units   
    ___________________________________    ___________    ____________    __________

    "Synthetic Beamwidth"                   0.0057294      0.0028628      "degrees" 
    "Integration Time"                          1.499              3      "sec"     
    "Upper Bound on Swath Length"               173.1           86.5      "km^2/sec"
    "Upper Bound on Area Coverage Rate"          1731            865      "km"      

Параметры сигнала щебета азимута

В этом разделе параметры сигнала щебета азимута как уровень щебета азимута, Доплеровская пропускная способность, излучают коэффициент сжатия, пропускная способность азимута после того, как dechirp и продукт пропускной способности времени азимута были выведены. Это важные параметры, чтобы спроектировать точный синтетический механизм обработки апертуры в азимуте.

Мы используем sarchirprate функция, чтобы вычислить уровень щебета азимута, на котором частота изменений сигнала азимута, когда датчик освещает рассеиватель.

azchirp = sarchirprate(maxrng,lambda,v); % (Hz/sec)

Мы анализируем чувствительность уровня щебета азимута к области значений и Доплеровским изменениям угла конусности. Мы замечаем, что увеличение однозначной области значений радара уменьшает уровень щебета азимута.

dcang = 60:1:120;         % Doppler cone angles (in degrees)
rngv = 1e3:100:maxrng;
azchirpv = zeros(length(dcang),length(rngv));
for i = 1:length(dcang)
    azchirpv(i,:) = sarchirprate(rngv,lambda,v,dcang(i));
end
clf
mesh(rngv/1e3,dcang,azchirpv)
xlabel('Range (km)')
ylabel('Doppler Cone Angle (degrees)')
zlabel('Azimuth Chirp Rate (Hz/sec)')
view([45 45]);

Figure contains an axes. The axes contains an object of type surface.

Мы используем sarscenedopbw функция, чтобы вычислить пропускную способность сцены после азимута dechirp. Мы принимаем размер сцены 916 м.

Wa = 916;
bwdechirp = sarscenedopbw(maxrng,lambda,v,Wa); % (Hz)

Мы анализируем чувствительность пропускной способности сцены к Доплеровским изменениям угла конусности.

bwdechirpv = zeros(length(dcang),1);
for i = 1:length(dcang)
    bwdechirpv(i,:) = sarscenedopbw(maxrng,lambda,v,Wa,dcang(i));
end
clf
plot(dcang,bwdechirpv)
grid on
xlabel('Doppler Cone Angle (degrees)')
ylabel('Azimuth Bandwidth after Dechirp (Hz)')

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line.

Затем мы используем sarpointdopbw and sarbeamcompratio функции, чтобы вычислить Доплеровскую пропускную способность полученного сигнала от рассеивателя точки и коэффициента сжатия луча. Заметьте, что Доплеровская пропускная способность, коэффициент сжатия луча для системы SAR центра внимания очень больше для stripmap SAR.

SAR Stripmap

stripbwchirp = sarpointdopbw(v,azres);  % (Hz)
striptbwaz = bwdechirp*stripinttime;    % Unitless
stripbcr = sarbeamcompratio(maxrng,lambda,striplen,Wa); % Unitless

Высветите режим SAR

spotbwchirp = sarpointdopbw(v,spotazres); % (Hz)
spottbwaz = bwdechirp*spotinttime;        % Unitless
spotbcr = sarbeamcompratio(maxrng,lambda,spotlen,Wa); % Unitless

Parameters = ["Doppler Bandwidth from Point Scatterer";"Azimuth Time-Bandwidth Product";...
    "Beam Compression Ratio";"Azimuth Chirp Rate";"Azimuth Bandwidth after Dechirp"];
StripmapSAR = [stripbwchirp;striptbwaz;stripbcr;round(azchirp);bwdechirp];
SpotlightSAR = [spotbwchirp;round(spottbwaz);round(spotbcr);round(azchirp);bwdechirp];
Units = ["Hz";"unitless";"unitless";"Hz/sec";"Hz"];
r = table(Parameters,StripmapSAR,SpotlightSAR,Units)
r=5×4 table
                   Parameters                   StripmapSAR    SpotlightSAR      Units   
    ________________________________________    ___________    ____________    __________

    "Doppler Bandwidth from Point Scatterer"         100             200       "Hz"      
    "Azimuth Time-Bandwidth Product"              916.02            1833       "unitless"
    "Beam Compression Ratio"                      916.02            1833       "unitless"
    "Azimuth Chirp Rate"                              67              67       "Hz/sec"  
    "Azimuth Bandwidth after Dechirp"             611.09          611.09       "Hz"      

Расчет мощности SAR

Следующий раздел оценивает пиковую мощность, которая должна быть передана с помощью формы степени основного уравнения радиолокации для stripmap SAR. Необходимая пиковая мощность связана со многими факторами включая максимальную однозначную область значений, необходимый ОСШ в получателе и ширину импульса формы волны. Среди этих факторов необходимый ОСШ в приемнике определяется целью проекта Pd и PFA. Мы моделируем и оцениваем целевой RCS, PRF и другие источники усиления и потери для радиолокационной системы и ее среды. Мы сначала вычисляем ОСШ, требуемый в приемнике.

ОСШ приемника

Отношение между Pd, PFA и ОСШ может быть лучше всего представлено кривой рабочих характеристик получателя (ROC).

snr_db = [-inf, 0, 3, 10, 13];
rocsnr(snr_db);

Figure contains an axes. The axes with title Nonfluctuating Coherent Receiver Operating Characteristic (ROC) Curves contains 10 objects of type line, text.

Кривые ROC проясняют, что, чтобы удовлетворить целям проекта PFA = 1e-6 и Pd = 0.9, ОСШ полученного сигнала должен превысить 13 дБ. Подход выше считывает значение ОСШ от кривой, но часто желательно вычислить только необходимое значение. Используя уравнение Альберсхайма, необходимый ОСШ может быть выведен как

snr_min = albersheim(pd, pfa)
snr_min = 13.1145

Целевой RCS

Мы используем landreflectivity функция, чтобы вычислить отражающую способность иначе нормированное радарное поперечное сечение (NRCS) для данного угла падения и рабочей частоты. Целевой RCS в наземной плоскости изображения вычисляется с помощью sarSurfaceRCS и принятие во внимание радарного разрешения.

landType = "Smooth";    
nrcs = landreflectivity(landType,grazang,freq); % Calculate normalized RCS of smooth land with no vegetation
tgtrcs = sarSurfaceRCS(nrcs,[slantrngres azres],grazang);

Верхние и более низкие границы PRF

Мы используем sarprfbounds функция, чтобы определить минимальные и максимальные значения PRF для swath области значений и разрешения азимута, учитывая радарную скорость и угол падения.

[prfminv, prfmax] = sarprfbounds(v,azres,rngswath,grazang)
prfminv = 100
prfmax = 6.7268e+04

Выбор PRF

PRF обычно программируем и может быть оптимизирован для каждой миссии. Мы используем sarprf функция, чтобы вычислить PRF радара на основе радарной скорости и действительной размерности антенны вдоль азимута. Мы задаем постоянный фактор спада, когда запас прочности, чтобы предотвратить mainlobe возвращается из искажения в интервале PRF. Если PRF будет установлен слишком низко, радар пострадает от скрипучих лепестков и Доплеровских неоднозначностей. Если PRF будет установлен слишком высоко, измерения области значений будут неоднозначны.

prf = sarprf(v,daz,'RollOff',1.5)
prf = 150

Выбранный PRF в границах PRF.

Обработка усилений

Мы используем matchinggain функция, чтобы вычислить обработку области значений получает из-за шумового сокращения пропускной способности после согласованного фильтра.

d = 0.05;                           % 5 percent duty cycle
pw = (1/prf)*d;                     % Effective pulse width (sec)
rnggain = matchinggain(pw,pulse_bw) % Range processing gain (dB)
rnggain = 46.9867

Мы используем sarazgain функция, чтобы вычислить обработку азимута получает из-за когерентного интегрирования импульсов.

azgain = sarazgain(maxrng,lambda,v,azres,prf); % Az processing gain (dB)

Потери и шумовой фактор

Мы используем noisefigure функционируйте, чтобы оценить шумовую фигуру каскадных этапов приемника. Мы принимаем 7 этапов со следующими значениями:

  • Stage 1 LNA: Noise Figure = 1.0 dB, Gain = 15.0

  • Stage 2 RF Filter: Noise Figure = 0.5 dB, Gain = -0.5

  • Stage 3 Mixer: Noise Figure = 5.0 dB, Gain = -7.0

  • Stage 4 IF Filter: Noise Figure = 1.0 dB, Gain = -1.0

  • Stage 5 IF Preamplifier: Noise Figure = 0.6 dB, Gain = 15.0

  • Stage 6 IF Stages: Noise Figure = 1.0 dB, Gain = 20.0

  • Stage 7 Phase Detectors: Noise Figure = 6.0 dB, Gain = -5.0

nf  = [1.0, 0.5, 5.0, 1.0, 0.6, 1.0, 6.0];        % dB
g   = [15.0, -0.5, -7.0, -1.0, 15.0, 20.0, -5.0]; % dB
cnf = noisefigure(nf, g)
cnf = 1.5252

Мы используем radarpropfactor функция, чтобы вычислить односторонний радарный фактор распространения по сглаженной земле.

[hgtsd, beta0, vegType] = landroughness('Smooth');
tgtheight = hgtsd;
Re = effearthradius(maxrng,h,tgtheight);
propf = radarpropfactor(maxrng,freq,h,tgtheight,'EffectiveEarthradius',Re,'TiltAngle',grazang,...
    'ElevationBeamwidth',realAntBeamwidth(2),'SurfaceHeightStandardDeviation',hgtsd,'SurfaceSlope',beta0,...
    'VegetationType',vegType)
propf = -0.0042

Мы используем tropopl функция, чтобы вычислить потери из-за атмосферного газообразного поглощения.

atmoLoss = tropopl(maxrng,freq,tgtheight,grazang)
atmoLoss = 0.0733

Передайте степень

Мы используем radareqsarpow функция, чтобы вычислить пиковую мощность с основным уравнением радиолокации SAR. Дополнительные потери и факторы включая азимут излучают потерю формы, потерю окна, потерю передачи и получают потерю линии, может быть задан. Мы оцениваем потерю формы луча с beamloss функция, и мы используем 5 дБ для всех других объединенных постоянных составляющих потерь. Для этого анализа мы используем (самую слабую) "Сглаженную" наземную цель. Набор конечных данных ограничения по времени полная энергия, собранная, и обработка сигналов в радаре, увеличивает ОСШ в изображении SAR на два главных фактора усиления. Первое происходит из-за импульсного сжатия, и второе происходит из-за когерентного объединения эха от нескольких импульсов.

imgsnr = snr_min + rnggain + azgain; % (dB)
Lb = beamloss;
customLoss = 5;        % dB
sntemp = systemp(cnf); % Noise Temperature
Pt = radareqsarpow(maxrng,lambda,imgsnr,pw,rnggain,azgain,'Gain',antGain,'RCS',tgtrcs,...
    'AtmosphericLoss',atmoLoss,'Loss',cnf,'PropagationFactor',propf,...
    'Ts',sntemp,'CustomFactor',-Lb-customLoss)
Pt = 535.1030

Сводные данные

Этот пример демонстрирует аспекты, которые должны быть вычислены, чтобы спроектировать систему SAR X-полосы, которая может действовать в stripmap и высветить режим. Пример демонстрирует, что та же система SAR может действовать в stripmap, а также высветить режимы и достигнуть различных уровней разрешения в зависимости от требований за счет других параметров. Мы анализировали и выбрали размерности антенны, чтобы соответствовать требуемым разрешениям. Мы оценили усиления антенны, время вычислений, ограничения и параметры сигнала щебета азимута. Мы затем оценили требуемый ОСШ, целевой RCS, PRF, обработав прибыли и убытки в радаре и его среде. Наконец, мы использовали уравнение SAR, чтобы вычислить пиковую степень передачи.

Parameters = ["Antenna Dimension in Azimuth";"Antenna Dimension in Elevation";"Synthetic Aperture Length";...
    "Azimuth Resolution";"Synthetic Beamwidth";"Integration Time";"Upper Bound on Swath Length";...
    "Upper Bound on Area Coverage Rate";"Coherent Integration Angle";"Doppler Bandwidth from Point Scatterer";...
    "Azimuth Time-Bandwidth Product";"Beam Compression Ratio";"Azimuth Chirp Rate";"Azimuth Bandwidth after Dechirp"];
Stripmap = [daz;del;striplen;azres;stripsynbw;stripinttime;round(stripcovrate/1e6,1);round(stripswlen/1e3);...
    NaN;stripbwchirp;striptbwaz;stripbcr;round(azchirp);bwdechirp];
Spotlight = [daz;del;spotlen;spotazres;spotsynbw;spotinttime;round(spotcovrate/1e6,1);round(spotswlen/1e3);...
    intang;spotbwchirp;round(spottbwaz);round(spotbcr);round(azchirp);bwdechirp];
Units = ["m";"m";"m";"m";"degrees";"sec";"km^2/sec";"km";"degrees";"Hz";"unitless";...
    "unitless";"Hz/sec";"Hz"];
T = table(Parameters,Stripmap,Spotlight,Units)
T=14×4 table
                   Parameters                   Stripmap     Spotlight      Units   
    ________________________________________    _________    _________    __________

    "Antenna Dimension in Azimuth"                      2            2    "m"       
    "Antenna Dimension in Elevation"                 0.25         0.25    "m"       
    "Synthetic Aperture Length"                     149.9          300    "m"       
    "Azimuth Resolution"                                1          0.5    "m"       
    "Synthetic Beamwidth"                       0.0057294    0.0028628    "degrees" 
    "Integration Time"                              1.499            3    "sec"     
    "Upper Bound on Swath Length"                   173.1         86.5    "km^2/sec"
    "Upper Bound on Area Coverage Rate"              1731          865    "km"      
    "Coherent Integration Angle"                      NaN         1.71    "degrees" 
    "Doppler Bandwidth from Point Scatterer"          100          200    "Hz"      
    "Azimuth Time-Bandwidth Product"               916.02         1833    "unitless"
    "Beam Compression Ratio"                       916.02         1833    "unitless"
    "Azimuth Chirp Rate"                               67           67    "Hz/sec"  
    "Azimuth Bandwidth after Dechirp"              611.09       611.09    "Hz"      

Ссылки

[1] Каррара, Уолтер Г., Рональд М. Майевский и Рон С. Гудмен. Высветите радар с синтезированной апертурой: алгоритмы обработки сигналов. Бостон: дом Artech, 1995.

Вспомогательные Функции

helperPlotStripmapMode

function helperPlotStripmapMode(stripazresv,striplenv,dazv,azres)
% Plot azimuth resolution vs. synthetic aperture length
subplot(1,2,1)
plot(stripazresv,striplenv)
grid on
xline(azres,'-.',{[num2str(round(azres)),' m']}); % Selected azimuth resolution
xlabel('Azimuth or Cross-range Resolution (m)')
ylabel('Synthetic Length (m)')

stripidx = find(abs(striplenv-150)<1); % Index corresponding to required azimuth resolution

% Plot synthetic aperture length vs. antenna azimuth dimensions
subplot(1,2,2)
plot(striplenv,dazv)
grid on
xline(striplenv(stripidx),'-.',{[num2str(round(striplenv(stripidx),2)),' m']}); % Selected synthetic length
xlabel('Synthetic Length (m)')
ylabel('Antenna Azimuth Dimension (m)')
end

helperPlotSpotlightMode

function helperPlotSpotlightMode(spotazresv,spotlenv,intangv,spotazres)
% Plot azimuth resolution vs. synthetic aperture length
subplot(1,2,1)
plot(spotazresv,spotlenv)
grid on
xline(0.5,'-.',{[num2str(round(spotazres,2)),' m']}); % Selected azimuth resolution
xlabel('Azimuth or Cross-range Resolution (m)')
ylabel('Synthetic Length (m)')

spotidx = find(abs(spotlenv-300)<1); % Index corresponding to 0.5 m azimuth resolution

% Plot synthetic aperture length vs. coherent integration angles
subplot(1,2,2)
plot(spotlenv,intangv)
grid on
xline(spotlenv(spotidx),'-.',{[num2str(round(spotlenv(spotidx))),' m']}); % Selected synthetic length
xlabel('Synthetic Length (m)')
ylabel('Coherent Integration Angle (degrees)')
end
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте