Оценка максимальной дальности, пиковой мощности и SNR радиолокационной системы
Приложение Radar Equation Calculator решает основное уравнение радара для моностатических или бистатических радиолокационных систем. Уравнение РЛС относится к целевому диапазону, передаваемой мощности и принимаемому сигналу SNR. С помощью этого приложения можно:
Решение для максимального целевого диапазона на основе мощности передачи РЛС и заданного принятого SNR
Расчет требуемой мощности передачи на основе известного целевого диапазона и указанного принятого SNR
Вычисление принятого значения SNR на основе известного диапазона и мощности передачи
MATLAB ® Toolstrip: На вкладке «Приложения» в разделе «Обработка сигналов и связь» щелкните значок приложения.
командная строка MATLAB: Enter radarEquationCalculator.
В этом примере показано, как вычислить максимальный диапазон обнаружения 10 ГГц, 1 кВт, моностатического радара с усилением антенны 40 дБ и порогом обнаружения 10 дБ.
В раскрывающемся списке Тип расчета выберите Целевой диапазон в качестве решения.
Выберите Конфигурация как monostatic.
Введите коэффициент усиления антенны 40 дБ.
Установите длину волны 3 см.
Установите для параметра порога обнаружения SNR значение 10 дБ.
Предполагая, что целью является большой самолет, установите значение поперечного сечения РЛС цели 100 м2.
Укажите пиковую мощность передачи 1 кВт
Задайте ширину импульса как 2 мкс.
Предположим, что общее количество системных потерь составляет 5 дБ.
Максимальная дальность обнаружения цели - 92 км.
В этом примере показано, как использовать несколько импульсов для уменьшения передаваемой мощности при сохранении одного и того же максимального целевого диапазона.
Продолжите работу с результатами предыдущего примера.
Щелкните на стрелках справа от метки SNR.
Откроется меню Спецификации обнаружения для SNR (Detection Specifications for SNR).
Установите для параметра Вероятность обнаружения значение 0,95.
Установите для параметра Вероятность ложной тревоги значение 10-6.
Установите для параметра «Количество импульсов» значение 4.
Уменьшите пиковую мощность передачи до 0,75 кВт.
Предположим, что целевая модель не является fluctuating, и установите для параметра Swerling Case Number значение 0.
Максимальный диапазон обнаружения приблизительно такой же, как в предыдущем примере, но передаваемая мощность снижается на 25%.
В этом примере показано, как определить среднюю геометрическую дальность цели для бистатической радиолокационной системы.
Укажите тип расчета как Target Range.
Укажите конфигурацию как bistatic.
Укажите параметры усиления передатчика и усиления приемника вместо одиночного усиления, необходимого в моностатическом случае.
Либо для достижения определенной вероятности обнаружения и вероятности ложного аварийного сигнала откройте меню Detection Specifications for SNR.
Введите значения вероятности обнаружения и вероятности ложного аварийного сигнала, количества импульсов и числа случаев сверлинга.
В этом примере показано, как вычислить требуемую пиковую мощность передачи бистатического радара X-диапазона 10 ГГц для общего бистатического диапазона 80 км и принимаемого SNR 10 дБ.
Система имеет коэффициент усиления передатчика 40 дБ и коэффициент усиления приемника 20 дБ. Требуемый SNR приемника составляет 10 дБ.
В раскрывающемся списке Тип расчета выберите тип решения Пиковая мощность передачи.
Выберите Конфигурация как bistatic.
В спецификациях системы установите коэффициент усиления передатчика 40 дБ, а коэффициент усиления приемника 20 дБ.
Установите порог обнаружения SNR равным 10 дБ, а длину волны - 0,3 м.
Предположим, что целью является самолет-истребитель, имеющий значение сечения РЛС цели 2 м2.
Выберите Диапазон от передатчика как 50 км, и Диапазон от приемника как 30 км.
Установите для параметра Pulse Width значение 2 мкс, а для параметра System Loss - значение 0 дБ.
Требуемая пиковая мощность передачи составляет около 0,5 кВт.
В этом примере показано, как вычислить принятое SNR для моностатического радара с пиковой мощностью передачи 1 кВт с целью на дальности 2 км.
Предположим, что радиолокационная частота 2 ГГц и коэффициент усиления антенны 20 дБ.
В раскрывающемся списке Тип расчета выберите SNR в качестве типа решения и установите конфигурацию как monostatic.
Установите коэффициент усиления 20, пиковую мощность передачи 1 кВт и целевой диапазон 2000 м.
Установите длину волны 15 см.
Найдите полученное ОСШ небольшой лодки, имеющей значение сечения РЛС цели 0,5 м2.
Ширина импульса равна 1 мкс, а системные потери равны 0 дБ.
Calculation Type - Вид расчета для выполненияTarget Range (по умолчанию) | Peak Transmit Power | SNRTarget Range - решает максимальную целевую дальность на основе мощности передачи РЛС и требуемого принятого SNR.
Peak Transmit – Power вычисляет мощность, необходимую для передачи, на основе известного целевого диапазона и требуемого принятого SNR.
SNR - вычисляет принятое значение SNR на основе известного диапазона и мощности передачи.
Wavelength - Длина волны рабочей частоты РЛСm | cm | mmУкажите длину волны рабочей частоты РЛС в m, cm, или mm.
Длина волны представляет собой отношение скорости распространения волны к частоте. Для электромагнитных волн скорость распространения - это скорость света.
Обозначая скорость света на c и частоту (в герцах) волны на f, уравнение для длины волны равно:
Pulse Width - Длительность одиночного импульсаµs | ms | sУкажите длительность одиночного импульса в µs, ms, или s.
System Losses - Потеря системы в децибелах (дБ)Системные потери представляют собой общий коэффициент потерь, который включает потери, понесенные в компонентах системы и при распространении к цели и от нее.
Noise Temperature - Температура шума системы в кельвинахТемпература шума системы - это произведение температуры системы и значения шума.
Target Radar Cross Section - Сечение РЛС (RCS)1 m² (по умолчанию) | m² | dBsmЗадайте сечение РЛС цели в m², или dBsm.
Сечение РЛС цели является неплавающим.
Configuration - Тип радиолокационной системыMonostatic (по умолчанию) | BistaticMonostatic - Передатчик и приемник совмещены (моностатическая РЛС).
Bistatic - Передатчик и приемник не расположены совместно (бистатический радар).
Gain - Коэффициент усиления передатчика и приемника в децибелах (дБ)Когда передатчик и приемник расположены совместно (моностатический радар), коэффициенты усиления передачи и приема равны.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра Configuration установлено значение Monostatic.
Peak Transmit Power - Пиковая мощность передатчикаkW | mW | W | dBWУкажите пиковую мощность передатчика в kW, mW, W, или dBW.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Target Range или SNR.
SNR - Минимальное отношение выходного сигнала к шуму на приемнике в децибелахУкажите значение SNR или рассчитайте значение SNR с помощью параметров обнаружения для SNR.
Можно вычислить SNR, необходимый для достижения определенной вероятности обнаружения и вероятности ложной тревоги, используя уравнение Шнидмана. Для вычисления значения SNR:
Щелкните по стрелкам справа от метки SNR, чтобы открыть меню Detection Specifications for SNR.
Введите значения вероятности обнаружения, вероятности ложного аварийного сигнала, количества импульсов и числа случаев сверлинга.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Target Range или Peak Transmit Power.
Probability of Detection - Вероятность обнаружения, используемая для оценки SNRУкажите вероятность обнаружения, используемую для оценки SNR с помощью уравнения Шнидмана.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Peak Transmit Power или Target Rangeи нажмите кнопку Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Probability of False Alarm - вероятность ложных аварийных сигналов, используемых для оценки SNR;Укажите вероятность ложной тревоги, используемую для оценки SNR с помощью уравнения Шнидмана.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Peak Transmit Power или Target Rangeи нажмите кнопку Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Number of Pulses - количество импульсов, используемых для оценки SNR;Укажите одиночный импульс или количество импульсов, используемых для некогерентного интегрирования в уравнении Шнидмана.
Используйте несколько импульсов для уменьшения передаваемой мощности при сохранении одного и того же максимального целевого диапазона.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Peak Transmit Power или Target Rangeи нажмите кнопку Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Swerling Case Number - Номер Swerling case, используемый для оценки SNR0 (по умолчанию) | 1 | 2 | 3 | 4Укажите номер случая Сверлинга, используемый для оценки SNR с помощью уравнения Шнидмана:
0 - Неповоротные импульсы.
1 - Декорреляция «сканирование-сканирование». Рэлей/экспоненциальный PDF-ряд случайным образом распределенных рассеивателей без доминирующего рассеивателя.
2 - декорреляция «импульс-импульс». Рэлей/экспоненциальный PDF- количество случайно распределенных рассеивателей без доминирующего рассеивателя.
3 - Декорреляция «сканирование-сканирование». Хи-квадрат PDF с 4 степенями свободы. Ряд рассеивателей с одной доминантой.
4 - декорреляция «импульс-импульс». Хи-квадрат PDF с 4 степенями свободы. Ряд рассеивателей с одной доминантой.
Число случаев сверлинга характеризует проблему обнаружения флуктуирующих импульсов в терминах:
Модель декорреляции для принятых импульсов.
Распределение рассеивателей, влияющих на функцию плотности вероятности (PDF) сечения РЛС цели (RCS).
Номера случаев Сверлинга учитывают все комбинации двух моделей декорреляции (сканирование-сканирование; импульс-импульс) и двух RCS PDF (на основании наличия или отсутствия доминирующего рассеивателя).
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Peak Transmit Power или Target Rangeи нажмите кнопку Detection Specifications for SNR для параметра SNR.
Target Range - Дальность до целиkm | m | mi | nmiУкажите целевой диапазон в m, km, mi, или nmi.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Peak Transmit Power или SNR, и для параметра Configuration установлено значение Monostatic.
Transmitter Gain - Коэффициент усиления передатчика в децибелах (дБ)Если передатчик и приемник не расположены совместно (бистатический радар), укажите коэффициент усиления передатчика отдельно от коэффициента усиления приемника.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра Configuration установлено значение Bistatic.
Range from Transmitter - Дальность от датчика до целиkm | m | mi | nmiЕсли передатчик и приемник не расположены совместно (бистатический радар), укажите диапазон передатчика отдельно от диапазона приемника.
Можно указать диапазон в m, km, mi, или nmi.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Peak Transmit Power или SNR, и для параметра Configuration установлено значение Bistatic.
Receiver Gain - Коэффициент усиления приемника в децибелах (дБ)Если передатчик и приемник не расположены совместно (бистатический радар), укажите коэффициент усиления приемника отдельно от коэффициента усиления передатчика.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра Configuration установлено значение Bistatic.
Range from Receiver - Дальность от цели до приемникаkm | m | mi | nmiЕсли передатчик и приемник не расположены совместно (бистатический радар), укажите диапазон приемника отдельно от диапазона передатчика.
Можно указать диапазон в m, km, mi, или nmi.
Этот параметр активируется только в том случае, если для параметра «Тип расчета» установлено значение Peak Transmit Power или SNR, и для параметра Configuration установлено значение Bistatic.