Exponenta Banner
exponenta event banner

шаг

Системный объект: поэтапный. WidebandBackscatterRadarTarget
Пакет: поэтапный

Широкополосный сигнал обратного рассеяния с радиолокационной цели

развернуть все на странице

Синтаксис

refl_sig = шаг (цель, sig, ang)
refl_sig = шаг (цель, sig, ang, обновление)
refl_sig = шаг (цель, sig, ang, lax)
refl_sig = шаг (цель, sig, ang, lax, обновление)

Описание

Примечание

В качестве альтернативы вместо использования step для выполнения операции, определенной системным object™, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

пример

refl_sig = step(target,sig,ang) возвращает отраженный сигнал, refl_sig, падающего неполяризованного сигнала, sig. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization свойство для false и Model свойство для 'Nonfluctuating'. В этом случае значения, указанные в RCSPattern используются для вычисления значений RCS для падающих и отраженных направлений, ang.

пример

refl_sig = step(target,sig,ang,update) использование update для управления обновлением значений RCS. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization свойство для false и Model к одной из колеблющихся моделей RCS: 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если update является true, генерируется новое значение RCS. Если update является falseиспользуется предыдущее значение RCS.

refl_sig = step(target,sig,ang,laxes) возвращает отраженный сигнал, refl_sig, падающего поляризованного сигнала, sig. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization кому true и Model свойство для 'Nonfluctuating'. Значения, указанные в ShhPattern, SvvPattern, и ShvPattern свойства используются для вычисления матриц обратного рассеяния для направлений падения, ang. laxes аргумент задает локальную систему координат, используемую для определения компонентов горизонтальной и вертикальной поляризации.

refl_sig = step(target,sig,ang,laxes,update) использует update для управления обновлением значений матрицы рассеяния. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization свойство для true и Model к одной из колеблющихся моделей RCS: 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если update является true, генерируется новое значение RCS. Если update является falseиспользуется предыдущее значение RCS.

Примечание

Объект выполняет инициализацию при первом выполнении объекта. Эта инициализация блокирует неперестраиваемые свойства и входные спецификации, такие как размеры, сложность и тип данных входных данных. При изменении неперестраиваемого свойства или входной спецификации системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить неперестраиваемые свойства или входные данные, необходимо сначала вызвать release метод разблокирования объекта.

Входные аргументы

развернуть все

Цель обратного рассеяния, указанная как phased.WidebandBackscatterRadarTarget Системный объект.

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, заданный как N-на-М комплекснозначная матрица. Величина N - количество выборок сигнала, а М - количество независимых сигналов, отражающихся от цели. Каждый столбец содержит независимый сигнал, отраженный от цели.

    Размер первого размера входной матрицы может изменяться для моделирования изменения длины сигнала. Изменение размера может происходить, например, в случае формы импульса с переменной частотой повторения импульса.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, заданный как 1-by-M struct массив, содержащий поля со сложным значением. Каждый struct элемент содержит три N-by-1 столбчатых вектора компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представляет поляризованный сигнал, который отражается от цели. Каждый struct элемент содержит три N-by-1 комплексных вектора столбцов, sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют декартовы компоненты x, y и z поляризованного сигнала.

    Размер первой размерности полей матрицы в пределах struct может изменяться для моделирования изменяющейся длины сигнала, такой как форма импульса с переменной частотой повторения импульса.

Пример: [1,1;j,1;0.5,0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Направление падающего сигнала, определяемое как действительный столбец вектора 2 на 1 или 2-by-M матрица положительных значений. Каждый столбец ang указывает направление падения соответствующего сигнала в форме [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Количество столбцов в ang должно соответствовать количеству независимых сигналов в sig. Единицы измерения в градусах.

Пример: [30;45]

Типы данных: double

Опция, позволяющая обновлять значения RCS для моделей флуктуаций, указанная как false или true. Когда update является true, новое значение RCS генерируется при каждом вызове step способ. Если update является false, RCS остается неизменным при каждом вызове step.

Типы данных: logical

Матрица локальной системы координат, заданная как ортонормальная матрица с действительным значением 3 на 3 или 3-by-3-by-M массив с действительным значением. Столбцы матрицы определяют локальную систему координат, ортонормированную ось X, ось Y и ось Z соответственно. Каждая ось является вектором формы (x; y; z) относительно глобальной системы координат. Когдаsig имеет только один сигнал, laxes является матрицей 3 на 3. Когда sig имеет несколько сигналов, можно использовать одну матрицу 3 на 3 для нескольких сигналов в sig. В этом случае все цели имеют одинаковые локальные системы координат. При указании laxes в качестве массива 3-by-3-by-M каждая страница (третий индекс) определяет локальную матрицу координат 3 на 3 для соответствующего целевого объекта.

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

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, возвращаемый в виде N-на-М комплексной матрицы. Каждый столбец содержит независимый сигнал, отраженный от цели.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, возвращаемый в виде 1-by-M struct массив, содержащий поля со сложным значением. Каждый struct элемент содержит три N-by-1 столбчатых вектора компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представляет поляризованный сигнал, который отражается от цели.

Величина N - количество выборок сигнала, а М - количество сигналов, отражающихся от цели. Каждому столбцу соответствует угол отражения.

Для поляризованных полей struct элемент содержит три N-by-1 комплексных вектора столбцов: sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют декартовы компоненты x, y и z поляризованного сигнала.

Продукция refl_sig содержит выборки сигнала, поступающие в пункт назначения сигнала в течение текущего входного временного кадра. Когда время распространения от источника к адресату превышает текущую длительность временного кадра, выходной сигнал не содержит всех вкладов от входа текущего временного кадра. Остальные выходные данные появляются при следующем вызове step.

Примеры

развернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислить отраженный радиолокационный сигнал от неработающей точечной цели, имеющей пик RCS 10,0 м ^ 2. В иллюстративных целях используйте простой целевой шаблон RCS. Реальные модели RCS сложнее. Схема РСК охватывает диапазон углов от 10-30 градусов по азимуту и 5-15 градусов по отметке. RCS достигает максимума при 20 градусах по азимуту и 10 градусах по высоте. RCS также имеет частотную зависимость и задается на 5 частотах в пределах полосы пропускания сигнала. Предположим, что рабочая частота радара составляет 100 МГц и что сигнал представляет собой линейный ЧМ-сигнал, имеющий ширину полосы частот 20 МГц.

Создайте и постройте график широкополосного сигнала.

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

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

Создание шаблона RCS на пяти различных частотах в пределах полосы пропускания сигнала с использованием упрощенной частотной зависимости. Частотная зависимость является единицей на рабочей частоте и выпадает за пределы этой частоты. Реалистичные частотные зависимости более сложны. Постройте график 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)')

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

Создать phased.WidebandBackscatterRadarTarget object™ системы.

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

Для последовательности падающих азимутальных углов на постоянной высоте найдите и постройте график амплитуды отраженного 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

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

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите отраженный радиолокационный сигнал от цели флуктуирующей точки Swerling 4 с пиком RCS 0,1 м ^ 2. В иллюстративных целях используйте простой целевой шаблон RCS. Реальные модели RCS сложнее. Схема РСК охватывает диапазон углов от 10 - 30 градусов по азимуту и 5 - 15 градусов по отметке. RCS достигает пика при 20 градусах по азимуту и 10 градусах по отметке при значении 0,1 м ^ 2. RCS также имеет частотную зависимость и задается на пяти частотах в пределах полосы пропускания сигнала. Предположим, что рабочая частота радара составляет 100 МГц и что сигнал представляет собой линейный ЧМ-сигнал с шириной полосы 20 МГц. Частота дискретизации составляет 50 МГц.

Создайте и постройте график широкополосного сигнала.

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 пределах полосы пропускания сигнала, используя простую частотную зависимость. Частотная зависимость рассчитана на единство на рабочей частоте и выпадение за пределы этой полосы. Реалистичные частотные зависимости 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

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

Создать phased.WidebandBackscatterRadarTarget object™ системы.

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

Найдите и запишите 100 образцов падающего сигнала и два последовательных отраженных сигнала при 10 градусах по азимуту и 10 градусах по высоте. Обновление RCS при каждом выполнении системного 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')

Figure contains an axes. The axes with title Swerling 4 RCS contains 3 objects of type line. These objects represent Incident Signal, First Backscattered Signal, Second Backscattered Signal.

Представлен в R2016b

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка