phased.Transmitter объект позволяет моделировать ключевые компоненты уравнения радара, включая пиковую мощность передачи, коэффициент усиления передачи и коэффициент системных потерь.
Хотя предшествующие функциональные возможности важны в приложениях, зависящих от амплитуды, такой как детектируемость сигнала, доплеровская обработка зависит от фазы комплексной огибающей. Для точной оценки радиальной скорости движущихся целей важно, чтобы радар работал либо в полностью когерентном, либо в псевдокогерентном режиме. В полностью когерентном или когерентном режиме передачи фаза передаваемых импульсов является постоянной. Постоянная фаза предоставляет ссылку для обнаружения доплеровских сдвигов.
Передатчик, который применяет случайную фазу к каждому импульсу, создает фазовый шум, который может заслонять доплеровские сдвиги. Если компоненты радара не позволяют поддерживать постоянную фазу, можно создать псевдокогерентную или когерентную на приемном радаре, записав случайные фазовые ошибки, вносимые передатчиком. Приемник может исправить эти ошибки путем модуляции комплексной огибающей. phased.Transmitter объект позволяет моделировать как когерентное при передаче, так и когерентное при приеме.
Объект датчика имеет следующие изменяемые свойства:
PeakPower - Пиковая мощность передачи в ваттах
Gain - Коэффициент усиления передачи в децибелах
LossFactor - Коэффициент потерь в децибелах
InUseOutputPort - Состояние датчика пути. Установка для этого свойства значения true выводит вектор 1 с и 0 с, указывающий, когда передатчик включен и выключен. В моностатическом радаре передатчик и приемник не могут работать одновременно.
CoherentOnTransmit - Сохранение когерентности между импульсами передатчика. Установка для этого свойства значения true (по умолчанию) моделирует работу полностью когерентного передатчика, где фаза «импульс-импульс» постоянна. Установка для этого свойства значения false вводит случайный фазовый шум от импульса к импульсу и моделирует работу некогерентного передатчика.
PhaseNoiseOutputPort - Вывод фаз случайных импульсов, введенных некогерентной работой передатчика. Это свойство применяется только в том случае, если CoherentOnTransmit свойство - false. Ведя запись фаз случайных импульсов, можно создать псевдокогерентный или когерентный на приемном радаре.
Усиление и передача линейного ЧМ-импульса.
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).
Создайте передатчик с пиковой мощностью передачи 1000 Вт, коэффициентом усиления передачи 20 децибел (дБ) и коэффициентом потерь 0 дБ. Установите InUseOutPutPort свойство для true для записи состояния передатчика. Значения формы импульса масштабируются на основе пиковой мощности передачи и отношения коэффициента усиления передатчика к коэффициенту потерь.
transmitter = phased.Transmitter('PeakPower',1e3,'Gain',20,... 'LossFactor',0,'InUseOutputPort',true)
transmitter =
phased.Transmitter with properties:
PeakPower: 1000
Gain: 20
LossFactor: 0
InUseOutputPort: true
CoherentOnTransmit: true
Коэффициент масштабирования формы сигнала равен sqrt(PeakPower*db2pow(Gain - LossFactor))
Создайте линейный импульс ЧМ для передачи. Используйте линейный ЧМ-импульс 100 мкс, имеющий ширину полосы 200 кГц. Используйте направление сдвига по умолчанию и частоту дискретизации. Установите частоту повторения импульсов (PRF) 2 кГц. Получить один импульс, установив NumPulses имущества phased.LinearFMWaveform возражать против единства.
waveform = phased.LinearFMWaveform('PulseWidth',100e-6,'PRF',2e3,... 'SweepBandwidth',200e3,'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1);
Создайте импульс, выполнив команду phased.LinearFMWaveform object™ системы формы сигнала. Затем передайте импульс, выполнив команду phased.Transmitter Системный объект.
wf = waveform(); [txoutput,txstatus] = transmitter(wf); t = unigrid(0,1/waveform.SampleRate,1/waveform.PRF,'[)'); subplot(211) plot(t,real(txoutput)) axis tight grid on ylabel('Amplitude') title('Transmitter Output (real part) - One PRI') subplot(212) plot(t,txstatus) axis([0 t(end) 0 1.5]) xlabel('Seconds') grid on ylabel('Off-On Status') set(gca,'ytick',[0 1]) title('Transmitter Status')
Для моделирования когерентного на приемном радаре можно установить CoherentOnTransmit свойство для false и PhaseNoiseOutputPort свойство для true. При выполнении системного object™ можно вывести случайную фазу, добавленную к каждой выборке.
Этот пример иллюстрирует добавление фазового шума к прямоугольной форме импульса, имеющей пять импульсов. К каждой выборке формы сигнала добавляется случайная фаза. Вычислите фазу выходного сигнала и сравните фазу с фазовым шумом, возвращаемым при выполнении системного object™.
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).
Для удобства установите коэффициент усиления передатчика в 0 дБ, пиковую мощность в 1 Вт и затравьте генератор случайных чисел для обеспечения воспроизводимых результатов.
waveform = phased.RectangularWaveform('NumPulses',5); transmitter = phased.Transmitter('CoherentOnTransmit',false,... 'PhaseNoiseOutputPort',true,'Gain',0,'PeakPower',1,... 'SeedSource','Property','Seed',1000); wf = waveform(); [txtoutput,phnoise] = transmitter(wf); phdeg = rad2deg(phnoise); phdeg(phdeg>180)= phdeg(phdeg>180) - 360; plot(wf) title('Input Waveform') axis([0 length(wf) 0 1.5]) ylabel('Amplitude') grid on
subplot(2,1,1) plot(rad2deg(atan2(imag(txtoutput),real(txtoutput)))) title('Phase of the Output') ylabel('Degrees') axis([0 length(wf) -180 180]) grid on subplot(2,1,2) plot(phdeg) title('Phase Noise'); ylabel('Degrees') axis([0 length(wf) -180 180]) grid on
На первом рисунке показана форма сигнала. Фаза каждого импульса на входе передатчика равна нулю. На втором чертеже на верхнем графике показана фаза выходного сигнала передатчика. На нижнем графике показана фаза, добавленная к каждому образцу. Сосредоточьтесь на первых 100 образцах. Форма импульса равна 1 для выборок 1-50 и 0 для выборок 51-100. Добавленная случайная фаза является константой -124.7 ° для выборок 1-100, но это влияет на выходной сигнал только тогда, когда форма импульса ненулевая. В выходной форме сигнала видно, что выходная форма сигнала имеет фазу -124.7 ° для выборок 1-50 и 0 для выборок 51-100. Исследуя выходной сигнал передатчика и фазовый шум для выборок, в которых входная форма сигнала ненулевая, можно увидеть, что выходной сигнал фазы объекта System и выходной сигнал передатчика совпадают.