поэтапный. BackscatterRadarTarget

Цель РЛС обратного рассеяния

Описание

phased.BackscatterRadarTarget Система object™ моделирует обратное рассеяние сигнала от цели. Обратное рассеяние - это частный случай радиолокационного рассеяния цели, когда падающие и отраженные углы одинаковы. Этот тип рассеяния применим к конфигурациям моностатических радаров. Сечение радара определяет отклик цели на обратное рассеяние входящего сигнала. Этот объект System позволяет задать зависимую от угла модель сечения радара, которая охватывает диапазон углов падения.

phased.BackscatterRadarTarget Системный объект создает сигнал обратного рассеяния для поляризованных и неполяризованных сигналов. В то время как электромагнитные радиолокационные сигналы поляризованы, вы часто можете игнорировать поляризацию при моделировании и обрабатывать сигналы как скалярные сигналы. Чтобы игнорировать поляризацию, задайте EnablePolarization свойство как false. Чтобы использовать поляризацию, укажите EnablePolarization свойство как true.

Для неполяризованных сигналов сечение РЛС задается в виде массива значений сечения РЛС (RCS) в дискретных точках азимута и отметки. Объект System интерполирует значения углов падения между точками массива. Для поляризованных сигналов матрица радиолокационного рассеяния задается с помощью трех матриц, определенных в дискретных точках азимута и отметки. Эти три матрицы соответствуют компонентам поляризации HH, HV и VV. Компонент VH вычисляется на основе сопряженной симметрии компонента HV.

Для случаев неполяризованного и поляризованного сигнала можно использовать одну из четырех моделей Сверлинга для генерации случайных флуктуаций в RCS или матрице радиолокационного рассеяния. Выберите модель с помощью Model собственность. Затем используйте SeedSource и Seed для управления колебаниями.

`EnablePolarization`	Использовать эти свойства
`false`	`RCSPattern`
`true`	`ShhPattern`, `SvvPattern`, и `ShvPattern`

Для моделирования сигнала РЛС обратного рассеяния:

Определите и настройте радиолокационную цель. Можно задать phased.BackscatterRadarTarget Свойства объектов системы во время конструирования или оставить их в соответствии со значениями по умолчанию. См. раздел Строительство. Некоторые свойства, заданные во время конструирования, могут быть изменены позже. Эти свойства можно настроить.
Для вычисления отраженного сигнала вызовите step способ phased.BackscatterRadarTarget. Выходные данные метода зависят от свойств phased.BackscatterRadarTarget Системный объект. Настраиваемые свойства можно изменить в любое время.

Примечание

Начиная с R2016b, вместо использования step для выполнения операции, определенной объектом System, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

Строительство

target = phased.BackscatterRadarTarget создает объект System радиолокационной цели обратного рассеяния, target.

target = phased.BackscatterRadarTarget(Name,Value) создает объект System радиолокационной цели обратного рассеяния, target, с каждым указанным свойством Name установить в указанное значение Value. Можно указать дополнительные аргументы пары имен и значений в любом порядке как (Name1,Value1,...,NameN,ValueN).

Свойства

развернуть все

`EnablePolarization` - Включить поляризованные сигналы
`false` (по умолчанию) | `true`

Возможность обработки поляризованных сигналов, указанных как false или true. Установить для этого свойства значение true позволяет цели моделировать отражение поляризованного излучения. Установить для этого свойства значение false игнорировать поляризацию.

Пример: true

Типы данных: logical

`AzimuthAngles` - Азимутальные углы
`[-180:180]` (по умолчанию) | 1-by-P вектор строки с действительным значением | P-by-1 вектор столбца с действительным значением

Азимутальные углы, используемые для определения угловых координат каждого столбца матриц, указанных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern, или SvvPattern свойства. Задайте азимутальные углы в виде вектора длины P. P должно быть больше двух. Угловые единицы в градусах.

Пример: [-45:0.1:45]

Типы данных: double

`ElevationAngles` - Углы возвышения
`[-90:90]` (по умолчанию) | 1-by-Q вектор строки с действительным значением | Q-by-1 вектор столбца с действительным значением

Углы места, используемые для определения угловых координат каждой строки матриц, указанных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern, или SvvPattern свойства. Задайте углы отметки в виде вектора длины Q. Q должно быть больше двух. Угловые единицы в градусах.

Пример: [-30:0.1:30]

Типы данных: double

`RCSPattern` - Схема сечения РЛС
`ones(181,361)` (по умолчанию) | матрица вещественных значений Q-by-P | матрица вещественных значений Q-by-P-by-M | 1-by-P вектор вещественных значений | матрица вещественных значений M-by-P

Схема сечения радара (RCS), заданная как матрица вещественных значений Q-by-P или матрица вещественных значений Q-by-P-by-M. Q - длина вектора в ElevationAngles собственность. P - длина вектора в AzimuthAngles собственность. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, передаваемых в step способ. Однако можно использовать один шаблон для моделирования нескольких сигналов, отраженных от одной цели. Единицы узора - квадратные метры.

Можно также задать образец как функцию только азимута для одной отметки. В этом случае укажите шаблон как вектор 1-by-P или матрицу M-by-P. Каждая строка представляет собой отдельный шаблон.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство - false.

Пример: [1,.5;.5,1]

Типы данных: double

`ShhPattern` - Поляризационная составляющая матрицы радиолокационного рассеяния ЧН
`ones(181,361)` (по умолчанию) | матрица комплексных значений Q-by-P | матрица комплексных значений Q-by-P-by-M | 1-by-P вектор комплексных значений | матрица комплексных значений M-by-P

Поляризационная составляющая матрицы радиолокационного рассеяния HH, определяемая как комплекснозначная матрица Q-by-P или комплекснозначная матрица Q-by-P-by-M. Q - длина вектора в ElevationAngles собственность. P - длина вектора в AzimuthAngles собственность. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, передаваемых в step способ. Однако можно использовать один шаблон для моделирования нескольких сигналов, отраженных от одной цели. Единицы матрицы рассеяния - метры.

Можно также задать образец как функцию только азимута для одной отметки. Затем задайте шаблон как вектор 1-by-P или матрицу M-by-P. Каждая строка представляет собой отдельный шаблон.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство - true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

`SvvPattern` - Поляризационная составляющая матрицы радиолокационного рассеяния VV
`ones(181,361)` (по умолчанию) | матрица комплексных значений Q-by-P | матрица комплексных значений Q-by-P-by-M | 1-by-P вектор комплексных значений | матрица комплексных значений M-by-P

Поляризационная составляющая матрицы радиолокационного рассеяния VV, заданная как комплекснозначная матрица Q-by-P или комплекснозначная матрица Q-by-P-by-M. Q - длина вектора в ElevationAngles собственность. P - длина вектора в AzimuthAngles собственность. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, передаваемых в step способ. Однако можно использовать один шаблон для моделирования нескольких сигналов, отраженных от одной цели. Единицы матрицы рассеяния - метры.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство - true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

`ShvPattern` - Поляризационная составляющая матрицы радиолокационного рассеяния ВН
`ones(181,361)` (по умолчанию) | матрица комплексных значений Q-by-P | матрица комплексных значений Q-by-P-by-M | 1-by-P вектор комплексных значений | матрица комплексных значений M-by-P

Поляризационная составляющая матрицы радиолокационного рассеяния HV, заданная как комплекснозначная матрица Q-by-P или комплекснозначная матрица Q-by-P-by-M. Q - длина вектора в ElevationAngles собственность. P - длина вектора в AzimuthAngles собственность. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, передаваемых в step способ. Однако можно использовать один шаблон для моделирования нескольких сигналов, отраженных от одной цели. Единицы матрицы рассеяния - метры.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство - true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

`Model` - Целевая модель флуктуаций
`'Nonfluctuating'` (по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

Целевая модель флуктуации, указанная как 'Nonfluctuating', 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если для этого свойства задано значение, отличное от 'Nonfluctuating', используйте update входной аргумент при вызове step.

Пример: 'Swerling3'

Типы данных: char

`PropagationSpeed` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | положительный скаляр

Скорость распространения сигнала, заданная как положительный скаляр. Единицы измерения в метрах в секунду. Скорость распространения по умолчанию - это значение, возвращаемое physconst('LightSpeed'). Посмотрите physconst для получения дополнительной информации.

Пример: 3e8

Типы данных: double

`OperatingFrequency` - Рабочая частота
`300e6` (по умолчанию) | положительный скаляр

Рабочая частота, заданная как положительный скаляр. Единицы измерения в Гц.

Пример: 1e9

Типы данных: double

`SeedSource` - Исходный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS
`'Auto'` (по умолчанию) | `'Property'`

Исходный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS, указанный как 'Auto' или 'Property'. При установке для этого свойства значения 'Auto'объект System генерирует случайные числа с помощью генератора случайных чисел MATLAB ® по умолчанию. При установке для этого свойства значения'Property', вы указываете начальное число генератора случайных чисел с помощью Seed собственность. Это свойство применяется при установке Model свойство для'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. При использовании этого объекта с программным обеспечением Parallel Computing Toolbox™ для этого свойства устанавливается значение 'Auto'.

Пример: 'Property'

Типы данных: char

`Seed` - Начальное число генератора случайных чисел
`0` (по умолчанию) | неотрицательное целое число менее ²³²

Начальное число генератора случайных чисел, указанное как неотрицательное целое число меньше ²³². Это свойство применяется, когда SeedSource свойство имеет значение 'Property'.

Пример: 32301

Типы данных: double

Методы

сброс	Сброс состояний объекта System
шаг	Входящий сигнал обратного рассеяния

Общие для всех системных объектов
`release`	Разрешить изменение значения свойства объекта системы

Примеры

свернуть все

Неполяризованный сигнал обратного рассеяния

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислить отраженный радиолокационный сигнал от неработающей точечной цели с пиковой RCS 10,0 $^{м2}$ . В иллюстративных целях используйте упрощенное выражение шаблона RCS цели. Реальные модели RCS сложнее. Схема РСК охватывает диапазон углов от 10 ° -30 ° по азимуту и 5 ° -15 ° по возвышению. Пики ГЦТ выполняются на азимуте 20 ° и отметке 10 °. Предположим, что рабочая частота РЛС составляет 1 ГГц и что сигнал является синусоидой на частоте 1 МГц.

Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, заменить myObject(x) с step(myObject,x).

Создание и печать массива RCS.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:30.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
rcspattern = 10.0*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
imagesc(azpatangs,elpatangs,rcspattern)
axis image
axis tight
title('RCS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')

Figure contains an axes. The axes with title RCS contains an object of type image.

Создайте и постройте график 50 выборок радиолокационного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
sig = sin(2*pi*freq*t);
plot(t*1e6,sig)
xlabel('Time (\mu seconds)')
ylabel('Signal Amplitude')
grid

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

Создать phased.BackscatterRadarTarget object™ системы.

target = phased.BackscatterRadarTarget('Model','Nonfluctuating',...
    'AzimuthAngles',azpatangs,'ElevationAngles',elpatangs,...
    'RCSPattern',rcspattern,'OperatingFrequency',foper);

Для последовательности углов падения при постоянном угле места найдите и постройте график амплитуды рассеянного сигнала.

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

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

Поляризованный сигнал обратного рассеяния

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите поляризованный радиолокационный сигнал, рассеянный от Swerling1 колеблющейся точки цели. Предположим, что целевая ось повернута от глобальной системы координат. Для иллюстрации используйте простые выражения для образцов рассеяния. Реальные схемы рассеяния сложнее. Для поляризованных сигналов необходимо задать компоненты HH, HV и VV матрицы рассеяния для диапазона углов падения. В этом примере узоры охватывают диапазон 10 ° -30 ° по азимуту и 5 ° -15 ° по отметке. Углы относительно целевой локальной системы координат. Предположим, что рабочая частота РЛС составляет 1 ГГц и что сигнал является синусоидой с частотой 1 МГц. Угол падения составляет 13,0 ° азимут и 14,0 ° отметка относительно ориентации цели.

Создайте и постройте график матричных массивов рассеяния.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:35.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
shhpat = cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
shvpat = 1i*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
svvpat = sind(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
subplot(1,3,1)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shhpat))
axis image
axis tight
title('HH')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')
subplot(1,3,2)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shvpat))
axis image
axis tight
title('HV')
xlabel('Azimuth (deg)')
subplot(1,3,3)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(svvpat))
axis image
axis tight
title('VV')
xlabel('Azimuth (deg)')

Figure contains 3 axes. Axes 1 with title HH contains an object of type image. Axes 2 with title HV contains an object of type image. Axes 3 with title VV contains an object of type image.

Создать phased.BackscatterRadarTarget object™ системы.

target = phased.BackscatterRadarTarget('EnablePolarization',true,...
    'Model','Swerling1','AzimuthAngles',azpatangs,...
    'ElevationAngles',elpatangs,'ShhPattern',shhpat,'ShvPattern',shvpat,...
    'SvvPattern',svvpat);

Генерация 50 выборок поляризованного радиолокационного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
signal.X = exp(1i*2*pi*freq*t);
signal.Y = exp(1i*2*pi*freq*t + pi/3);
signal.Z = zeros(size(signal.X));
tgtaxes = azelaxes(60,10);
ang = [13.0;14.0];

Отразите сигнал от цели и постройте график ее компонентов.

refl_signal = target(signal,ang,tgtaxes,true);
figure
plot(t*1e6,real(refl_signal.X))
hold on
plot(t*1e6,real(refl_signal.Y))
plot(t*1e6,real(refl_signal.Z))
hold off
xlabel('Time \mu seconds')
ylabel('Amplitude')
grid

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type line.

Подробнее

развернуть все

Обратное рассеяние излучения

Для узкополосного неполяризованного сигнала отраженный сигнал Y равен

$\sqrt{} Y=G⋅X,$

где:

X - входящий сигнал.
G - целевой коэффициент усиления, безразмерная величина, заданная

$G \frac{=}{^{}}$ 4ístartλ 2.
- λ - среднее радиолокационное сечение (РУ) цели.
- λ - длина волны входящего сигнала.

Падающий сигнал на цель масштабируется квадратным корнем коэффициента усиления.

Для узкополосных поляризованных волн одиночный скалярный сигнал X заменяется векторным сигналом (_EH, _EV) с горизонтальной и вертикальной составляющими. Матрица рассеяния, S, заменяет скалярное поперечное сечение Через матрицу рассеяния падающие горизонтальные и вертикальные поляризованные сигналы преобразуются в отраженные горизонтальные и вертикальные поляризованные сигналы.

$[\begin{matrix} _{EH}^{(scat} \\ )_{}^{EV (} \end{matrix} scat \sqrt{\frac{)]}{^{=}}} \begin{matrix} _{} & {4serverλ 2}_{[} \\ _{} & _{} \end{matrix} \begin{matrix} _{}^{SHHSVHVSVV] [} \\ _{EH}^{(inc} \end{matrix}) \sqrt{\frac{EV}{^{(}}} inc) \begin{matrix} ]_{}^{=} \\ {4serverλ 2}_{}^{[S] [} \end{matrix}$ EH (inc) EV (inc)]

Для получения дополнительной информации см. [1] или [2].

Ссылки

[1] Мотт, Х. Антенны для радаров и связи. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1992.

[2] Ричардс, М. А. Основы обработки радиолокационных сигналов. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2005.

[3] Скольник, М. Введение в радиолокационные системы, 3-й ред. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2001.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

Примечания и ограничения по использованию:

См. Системные объекты в создании кода MATLAB (кодер MATLAB).

См. также

phased.BackscatterSonarTarget | phased.RadarTarget | phased.WidebandBackscatterRadarTarget | backscatterBicyclist (Панель инструментов радара) | backscatterPedestrian(Панель инструментов радара)

Темы

Моделирование поперечного сечения РЛС цели (панель инструментов РЛС)
Моделирование тестовых сигналов для радиолокационного приемника
Целевые модели Swerling

Представлен в R2016a

Документация

поэтапный. BackscatterRadarTarget

Описание

Строительство

Свойства

`EnablePolarization` - Включить поляризованные сигналы
`false` (по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` - Азимутальные углы
`[-180:180]` (по умолчанию) | 1-by-P вектор строки с действительным значением | P-by-1 вектор столбца с действительным значением

`ElevationAngles` - Углы возвышения
`[-90:90]` (по умолчанию) | 1-by-Q вектор строки с действительным значением | Q-by-1 вектор столбца с действительным значением

`Model` - Целевая модель флуктуаций
`'Nonfluctuating'` (по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | положительный скаляр

`OperatingFrequency` - Рабочая частота
`300e6` (по умолчанию) | положительный скаляр

`SeedSource` - Исходный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS
`'Auto'` (по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` - Начальное число генератора случайных чисел
`0` (по умолчанию) | неотрицательное целое число менее ²³²

Методы

Примеры

Неполяризованный сигнал обратного рассеяния

Поляризованный сигнал обратного рассеяния

Подробнее

Обратное рассеяние излучения

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Темы

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка

Документация

поэтапный. BackscatterRadarTarget

Описание

Строительство

Свойства

EnablePolarization - Включить поляризованные сигналы false (по умолчанию) | true

AzimuthAngles - Азимутальные углы [-180:180] (по умолчанию) | 1-by-P вектор строки с действительным значением | P-by-1 вектор столбца с действительным значением

ElevationAngles - Углы возвышения [-90:90] (по умолчанию) | 1-by-Q вектор строки с действительным значением | Q-by-1 вектор столбца с действительным значением

Model - Целевая модель флуктуаций 'Nonfluctuating' (по умолчанию) | 'Swerling1' | 'Swerling2' | 'Swerling3' | 'Swerling4'

PropagationSpeed - Скорость распространения сигнала physconst('LightSpeed') (по умолчанию) | положительный скаляр

OperatingFrequency - Рабочая частота 300e6 (по умолчанию) | положительный скаляр

SeedSource - Исходный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS 'Auto' (по умолчанию) | 'Property'

Seed - Начальное число генератора случайных чисел 0 (по умолчанию) | неотрицательное целое число менее 232

Методы

Примеры

Неполяризованный сигнал обратного рассеяния

Поляризованный сигнал обратного рассеяния

Подробнее

Обратное рассеяние излучения

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Темы

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка

`EnablePolarization` - Включить поляризованные сигналы
`false` (по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` - Азимутальные углы
`[-180:180]` (по умолчанию) | 1-by-P вектор строки с действительным значением | P-by-1 вектор столбца с действительным значением

`ElevationAngles` - Углы возвышения
`[-90:90]` (по умолчанию) | 1-by-Q вектор строки с действительным значением | Q-by-1 вектор столбца с действительным значением

`Model` - Целевая модель флуктуаций
`'Nonfluctuating'` (по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | положительный скаляр

`OperatingFrequency` - Рабочая частота
`300e6` (по умолчанию) | положительный скаляр

`SeedSource` - Исходный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS
`'Auto'` (по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` - Начальное число генератора случайных чисел
`0` (по умолчанию) | неотрицательное целое число менее ²³²

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™