В этом примере показано, как моделировать систему РЛС с синтезированной апертурой (SAR) с использованием сигнала со ступенчатой частотной модуляцией (SFM) и генерировать изображение SAR в Simulink ®. В этом примере платформа SAR определяется вместе с формой сигнала, который она передает. Приемник моделируется для обработки согласованной фильтрации и обработки азимута различных субимпульсов формы сигнала УЛП. Аналогичный пример в MATLAB с использованием сигнала с линейной частотной модуляцией (LFM) можно найти в формировании изображения РЛС с синтезированной апертурой (SAR) Stripmap.
Модель показывает настройку системы SAR для моделирования возвращений IQ и формирования изображения из данных IQ. Авиационная/воздушная платформа в этом примере использует форму сигнала SFM и соответствующую ей обработку. Форма сигнала УЛП является альтернативным способом получения большей ширины полосы частот и имеет некоторые преимущества по сравнению с обычной формой сигнала ЛЧМ.
По мере того, как УЛП создает широкополосную полосу частот из пакета узкополосных полос частот, она обеспечивает улучшенную характеристику шума и чувствительность приемника из-за узкой мгновенной полосы пропускания.
helperslexSARSystemSim('openModel');
Модель имеет различные разделы Tx, Channel, Target, Platform и Rx. Секция передачи моделирует формирование и передачу сигнала УЛП. Секция канала моделирует двустороннее распространение сигнала к цели и от цели. Секция цели моделирует три точечные цели, расположенные на высоте 800 м, 1000 м и 1300 м каждая со средним значением RCS, равным 1. Подсистема платформы моделирует траекторию полета. Секция Rx моделирует прием, диапазон и азимутальную обработку необработанных данных SAR.
Генерация формы сигнала
Подсистема генерации сигнала включает в себя модуль генерации сигнала SFM. Передаваемый пакет SFM состоит из 4 субимпульсов с PRF 1000 Гц, так что он удовлетворяет критериям максимального однозначного диапазона и максимального доплеровского диапазона. Коэффициенты для согласованной фильтрации IQ данных в приемнике также генерируются в этом модуле.
helperslexSARSystemSim('showWaveform');
Платформа
Подсистема платформы имитирует движение полета, на котором установлен радар с синтезированной апертурой. Это запускаемая подсистема, которая имитирует допущение остановки и перехода при перемещении платформы из положения А в положение В, передающее и принимающее пакет импульсов в каждом положении. Следовательно, платформа остается в положении до тех пор, пока не будут переданы и приняты все вспомогательные импульсы в пакете. Субимпульсы здесь подразумевают 4 шага сигнала УЛП, передаваемого и принимаемого в каждой позиции вдоль траектории полета. Платформа движется в поперечном направлении на высоте 500 м со скоростью 100 м/с.
helperslexSARSystemSim('showPlatform');
Обработка диапазона
Это первый шаг в получении изображения SAR. Подсистема обработки диапазона показывает, как выполняется согласованная фильтрация для пакета сигналов. Наиболее удобным способом для согласованной фильтрации пачки сигнала УЛП является импульсная обработка. При импульсной обработке импульсов сначала каждый отдельный субимпульс в пачке является согласованным фильтром с использованием согласованных коэффициентов, сформированных из подсистемы генерации формы сигнала. Во-вторых, после согласованной фильтрации вспомогательных импульсов они объединяются вместе для завершения согласованной фильтрации всего пакета. Импульсные сжатые вспомогательные импульсы когерентно интегрируются для получения диапазона сжатых данных.
helperslexSARSystemSim('showRangeProcessing');
Обработка азимута
Подсистема обработки азимута моделирует последний этап получения изображения SAR. Эта подсистема реализует алгоритм миграции диапазона (RMA) для фокусировки образа SAR. Сжатые данные диапазона буферизуются для получения данных из каждого бункера диапазона перед выполнением обработки азимута, которая фокусирует изображение в направлении поперечный диапазон/азимут.
helperslexSARSystemSim('showAzimuthProcessing');
Несколько диалоговых параметров модели вычисляются вспомогательной функцией helperslexSARSystemParam. Чтобы открыть функцию из модели, щелкните значок Modify Simulation Parameters блок. Эта функция выполняется после загрузки модели. Он экспортирует в рабочую область структуру, на поля которой ссылаются диалоговые окна. Чтобы изменить любые параметры, измените значения в структуре в командной строке или отредактируйте вспомогательную функцию и повторно запустите ее для обновления структуры параметров.
Результаты ниже показывают обработанные данные на различных этапах моделирования.
helperslexSARSystemSim('runModel');
На приведенном ниже изображении показаны данные после обработки диапазона сигнала пакета.
helperslexSARSystemSim('showRangeCompressed');
На рисунке ниже показано изображение SAR после фокусировки дальности и азимута.
helperslexSARSystemSim('showSARImage');
В этом примере показано, как использовать форму сигнала SFM для системы формирования изображения SAR, установленной на летательном аппарате, для изображения целей на земле. Пример моделирует всю систему в Simulink ® и показывает, как использовать форму сигнала SFM и соответствующую обработку.
helperslexSARSystemSim('closeModel');