Основное уравнение радиолокации

Теория основного уравнения радиолокации

Целевое радарное уравнение области значений точки оценивает степень во входе к приемнику для цели данного радарного сечения в заданной области. В этом уравнении модель сигнала принята, чтобы быть детерминированной. Уравнение для степени во входе к приемнику:

$P_{r} = \frac{P_{t} G_{t} G_{r} λ^{2} σ}{{(4 π)}^{3} R_{t}^{2} R_{r}^{2} L}$

где условия в уравнении:

_Pr — Мощность приемника в ваттах.
_Pt — Достигните максимума мощность в ваттах передачи.
_&gt Усиление передатчика.
_Gr — Усиление приемника.
λ — Радар операционная длина волны частоты в метрах.
σ — Не колеблющееся радарное сечение цели в квадратных метрах.
L Общий коэффициент потерь и с учетом системы и с учетом потери распространения.
_Rt Расстояние от передатчика до цели.
_Rr — Расстояние от приемника до цели. Если радар является моностатическим, дальность действия передатчика и приемника идентична.

Уравнение для степени во входе к приемнику представляет термин сигнала в сигнале к шуму (ОСШ) отношение. Чтобы смоделировать шумовой термин, примите, что тепловой шум в приемнике имеет белую шумовую степень спектральную плотность (PSD), данную:

$P (f) = k T$

где k является Постоянная Больцмана, и T является эффективной шумовой температурой. Приемник действует как фильтр, чтобы сформировать белый шумовой PSD. Примите, что частотная характеристика приемника величины в квадрате аппроксимирует прямоугольный фильтр пропускной способностью, равной обратной величине импульсной длительности, 1/τ. Общая шумовая степень при выходе приемника:

$N = \frac{k T F_{n}}{τ}$

где _Fn является фигурой шума приемника.

Продукт эффективной шумовой температуры и фактора шума приемника упоминается как системная температура и обозначается _Ts, так, чтобы _Ts = _TFn.

Используя уравнение для полученной степени сигнала и выходной степени шума, приемник выход SNR:

$\frac{P_{r}}{N} = \frac{P_{t} τ G_{t} G_{r} λ^{2} σ}{{(4 π)}^{3} k T_{s} R_{t}^{2} R_{r}^{2} L}$

Решение для необходимой пиковой степени передачи:

$P_{t} = \frac{P_{r} {(4 π)}^{3} k T_{s} R_{t}^{2} R_{r}^{2} L}{N τ G_{t} G_{r} λ^{2} σ}$

Постройте вертикальный шаблон покрытия Используя параметры по умолчанию

Скрипт Open Live Script

Установите частоту на 100 МГц, высоту антенны к 10 м и область значений свободного пространства к 200 км. Шаблон антенны, поверхностная шероховатость, угол наклона антенны и полевая поляризация принимают их значения по умолчанию, как задано в AntennaPattern, SurfaceRoughness, TiltAngle, и Polarization свойства.

Получите массив вертикальных значений шаблона покрытия и углов.

freq = 100e6;
ant_height = 10;
rng_fs = 200;
[vcp,vcpangles] = radarvcd(freq,rng_fs,ant_height);

Чтобы видеть вертикальный шаблон покрытия, не используйте выходные аргументы.

freq = 100e6;
ant_height = 10;
rng_fs = 200;
radarvcd(freq,rng_fs,ant_height);

Figure contains an axes. The axes with title Blake Chart contains 45 objects of type patch, line, text.

Вычислите пиковую мощность Используя приложение Radar Equation Calculator

Скрипт Open Live Script

radarEquationCalculator Приложение позволяет вам определить ключевые радарные характеристики, такие как область значений обнаружения, необходимая пиковая степень передачи и ОСШ. Приложение работает на моностатические и бистатические радары.

Откройте radarEquationCalculator Приложение

При вводе radarEquationCalculator из командной строки или выбора приложение от Панели инструментов Приложения, открывается интерактивное окно. Окно по умолчанию показывает вычисление целевого диапазона от ОСШ, степени и других параметров. Можно затем выбрать различные варианты, чтобы вычислить различные радарные параметры.

radarEquationCalculator

Figure Radar Equation Calculator contains objects of type uimenu, uipanel.

Вычислите необходимую пиковую степень передачи моностатического радара

Как пример, используйте приложение, чтобы вычислить необходимую пиковую степень передачи для моностатического радара, чтобы обнаружить большую цель на уровне 100 км. Радар действует на уровне 10 ГГц с усилением антенны на 40 дБ. Установите вероятность обнаружения к 0,9 и вероятность ложного предупреждения к 0,0001.

От Типа Вычисления выпадающий список выберите Peak Transmit Power
Установите длину волны на 3 cm
Задайте ширину импульса как 2 микросекунды
Примите общие Системные Потери 5 дБ
Принятие цели является большим самолетом, установите Целевое Радарное значение Сечения к 100 m2
Выберите Configuration в качестве Monostatic
Установите Усиление быть 40 дБ
Откройте поле SNR
Задайте вероятность обнаружений как 0.9
Задайте вероятность ложного предупреждения как 0.0001

Закройте окно приложения. Обычно, вы закрываете приложение с помощью близкой кнопки.

hg = findall(0,'Name','Radar Equation Calculator');
close(hg)

Вы видите из этого ранее подготовленного снимка экрана, что необходимая пиковая степень передачи составляет.2095 Вт.

im = imread('radarEquationExample_03.png');
figure('Position',[344 206 849 644])
image(im)
axis off
set(gca,'Position',[0.083 0.083 0.834 0.888])

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

Документация