Отраженный сигнал от движущегося велосипедиста
Y = reflect(bicyclist,X,ang)Y, от велосипедиста. Суммарный отраженный сигнал представляет собой сумму всех отраженных сигналов от бициклических рассеивателей. X представляет падающие сигналы на каждом рассеивателе. ang определяет направления падающего и отраженного сигналов относительно каждого рассеивателя.
Интенсивность отраженного сигнала зависит от величины сечения РЛС при угле падения. Эта упрощенная модель использует одно и то же значение для всех рассеивателей.
Вычислите сигнал РЛС обратного рассеяния от велосипедиста, движущегося по оси Х на расстоянии 5 м/с от РЛС. Предположим, что радар расположен в начале координат. Радар передает сигнал LFM на частоте 24 ГГц с шириной полосы 300 МГц. Сигнал отражается в момент, когда велосипедист начинает движение, а затем на секунду позже.
Инициализация объектов Bicyclist, Waveform и канала распространения
Инициализируйте backscatterBicyclist, phased.LinearFMWaveform, и phased.FreeSpace объекты. Предположим, частота дискретизации 300 МГц. Исходное положение велосипедиста лежит на оси x в 30 метрах от радара.
bw = 300e6; fs = bw; fc = 24e9; radarpos = [0;0;0]; bpos = [30;0;0]; bicyclist = backscatterBicyclist( ... 'OperatingFrequency',fc,'NumWheelSpokes',15, ... 'InitialPosition',bpos,'Speed',5.0, ... 'InitialHeading',0.0); lfmwav = phased.LinearFMWaveform( ... 'SampleRate',fs, ... 'SweepBandwidth',bw); sig = lfmwav(); chan = phased.FreeSpace( ... 'OperatingFrequency',fc, ... 'SampleRate',fs, ... 'TwoWayPropagation',true);
График начальной позиции бициклиста
Использование move функция объекта, получение исходных положений рассеивателя, скоростей и ориентации велосипедиста. Постройте график исходного положения велосипедиста. dt аргумент move функция объекта определяет, что следующий вызов move возвращает бициклическое состояние движения dt секунды спустя.
dt = 1.0; [bpos,bvel,bax] = move(bicyclist,dt,0); plot(bicyclist)
Получение первого отраженного сигнала
Распространить сигнал на все рассеиватели и получить суммарный отраженный обратный сигнал.
N = getNumScatterers(bicyclist); sigtrns = chan(repmat(sig,1,N),radarpos,bpos,[0;0;0],bvel); [rngs,ang] = rangeangle(radarpos,bpos,bax); y0 = reflect(bicyclist,sigtrns,ang);
Распечатать положение бициклиста после обновления положения
После того, как велосипедист переместится, получите положения и скорости рассеивателя, а затем перемещайте велосипед по его траектории еще на секунду.
[bpos,bvel,bax] = move(bicyclist,dt,0); plot(bicyclist)
Получение второго отраженного сигнала
Распространить сигнал на все рассеиватели в их новых положениях и получить суммарный отраженный обратный сигнал.
sigtrns = chan(repmat(sig,1,N),radarpos,bpos,[0;0;0],bvel); [~,ang] = rangeangle(radarpos,bpos,bax); y1 = reflect(bicyclist,sigtrns,ang);
Сопоставить отраженные сигналы фильтра
Сопоставьте отраженные сигналы и постройте их график.
mfsig = getMatchedFilter(lfmwav); nsamp = length(mfsig); mf = phased.MatchedFilter('Coefficients',mfsig); ymf = mf([y0 y1]); fdelay = (nsamp-1)/fs; t = (0:size(ymf,1)-1)/fs - fdelay; c = physconst('LightSpeed'); plot(c*t/2,mag2db(abs(ymf))) ylim([-200 -50]) xlabel('Range (m)') ylabel('Magnitude (dB)') ax = axis; axis([0,100,ax(3),ax(4)]) grid legend('First pulse','Second pulse')
Вычислите разность в диапазоне между максимумами двух импульсов.
[maxy,idx] = max(abs(ymf)); dpeaks = t(1,idx(2)) - t(1,idx(1)); drng = c*dpeaks/2
drng = 4.9965
Разность дальности составляет 5 м, как и ожидалось, учитывая скорость велосипедиста.
getNumScatterers | move | plot