phased.BackscatterRadarTarget

Радиолокационная цель обратного рассеяния

Описание

The phased.BackscatterRadarTarget Система object™ моделирует backscattering сигнала от цели. Обратное рассеяние является частным случаем радиолокационного рассеяния цели, когда падающие и отраженные углы одинаковы. Этот тип рассеяния применяется к моностатическим радиолокационным строениям. Сечение радара определяет ответ обратного рассеяния цели на входящий сигнал. Этот Системный объект позволяет вам задать зависимую от угла модель сечения радара, которая покрывает область значений падающих углов.

The phased.BackscatterRadarTarget Системный объект создает сигнал обратного рассеяния для поляризованных и неполяризованных сигналов. Несмотря на то, что электромагнитные радиолокационные сигналы поляризованы, можно часто игнорировать поляризацию в симуляции и обрабатывать сигналы как скалярные сигналы. Чтобы игнорировать поляризацию, задайте EnablePolarization свойство как false. Чтобы использовать поляризацию, задайте EnablePolarization свойство как true.

Для неполяризованных сигналов задается сечение радара как массив значений радарного поперечного сечения (RCS) в дискретных точках азимута и повышения. Системный объект интерполирует значения углов падения между точками массива. Для поляризованных сигналов вы задаете radar scattering matrix с помощью трёх массивов, заданных в дискретных точках азимута и повышения. Эти три массива соответствуют HH, HV и VV компонентам поляризации. Компонент VH вычисляется из сопряженной симметрии компонента HV.

Для обоих неполяризованных и поляризованных случаев сигнала можно использовать одну из четырех моделей Swerling, чтобы сгенерировать случайные колебания в RCS или радиолокационной матрице рассеяния. Выберите модель используя Model свойство. Затем используйте SeedSource и Seed свойства для управления колебаниями.

`EnablePolarization`	Используйте эти свойства
`false`	`RCSPattern`
`true`	`ShhPattern`, `SvvPattern`, и `ShvPattern`

Чтобы смоделировать обратный рассеянный радиолокационный сигнал:

Определите и настройте свою радиолокационную цель. Можно задать phased.BackscatterRadarTarget Свойства системного объекта во время конструкции или оставьте их равными значениям по умолчанию. См. «Конструкция». Некоторые свойства, заданные во время конструкции, могут быть изменены позже. Эти свойства настраиваются.
Чтобы вычислить отраженный сигнал, вызовите step метод phased.BackscatterRadarTarget. Выход метода зависит от свойств phased.BackscatterRadarTarget Системный объект. Изменять настраиваемые свойства можно в любой момент.

Примечание

Начиная с R2016b, вместо использования step метод для выполнения операции, заданной системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Для примера, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

Конструкция

target = phased.BackscatterRadarTarget создает радар обратного рассеяния целевой Системный объект, target.

target = phased.BackscatterRadarTarget(Name,Value) создает радар обратного рассеяния целевой Системный объект, target, с каждым заданным свойством Name установить на заданную Value. Можно задать дополнительные аргументы в виде пар имен и значений в любом порядке как (Name1,Value1..., NameN,ValueN).

Свойства

расширить все

`EnablePolarization` - Включить поляризованные сигналы
`false` (по умолчанию) | `true`

Опция для обеспечения обработки поляризованных сигналов, заданная как false или true. Установите это свойство на true чтобы позволить цели симулировать отражение поляризованного излучения. Установите это свойство на false чтобы игнорировать поляризацию.

Пример: true

Типы данных: logical

`AzimuthAngles` - Азимутальные углы
`[-180:180]` (по умолчанию) | 1-байт- P вектор-строку с реальным значением | P-на-1 вектор-столбец с реальным значением

Азимутальные углы, используемые для определения угловых координат каждого столбца матриц, заданных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern, или SvvPattern свойства. Задайте углы азимута как длину P вектор. P должно быть больше двух. Угловые модули находятся в степенях.

Пример: [-45:0.1:45]

Типы данных: double

`ElevationAngles` - Углы возвышения
`[-90:90]` (по умолчанию) | 1-байт- Q вектор-строку с реальным значением | Q-на-1 вектор-столбец с реальным значением

Углы возвышения, используемые для определения угловых координат каждой строки матриц, заданных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern, или SvvPattern свойства. Задайте углы возвышения в виде вектора Q длиной. Q должно быть больше двух. Угловые модули находятся в степенях.

Пример: [-30:0.1:30]

Типы данных: double

`RCSPattern` - Радарный рисунок поперечного сечения
`ones(181,361)` (дефолт) | Q P матрицей с реальным знаком | Q P M массивом с реальным знаком | 1-by-<reservedrangesplaceholder2> вектор с реальным знаком

| M P матрицей с реальным знаком

Диаграмма направленности (RCS), заданная как Q -by P вещественная матрица или Q -by P -by M вещественный массив. Q - длина вектора в ElevationAngles свойство. P - длина вектора в AzimuthAngles свойство. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step способ. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от одной цели. Модулями шаблона являются квадратные метры.

Можно также задать шаблон как функцию только азимута для одного повышения. В этом случае задайте шаблон как вектор 1-бай- P или M матрица -by- P. Каждая строка является отдельным шаблоном.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство false.

Пример: [1,.5;.5,1]

Типы данных: double

`ShhPattern` - Матрица радиолокационного рассеяния HH поляризационный компонент
`ones(181,361)` (дефолт) | Q P матрицей со сложным знаком | Q P M массивом со сложным знаком | 1-by-<reservedrangesplaceholder2> вектор со сложным знаком |

M P матрицей со сложным знаком

Матрица радиолокационного рассеяния HH компонент, заданная как Q -by P комплексно-значимая матрица или Q -by P -by M комплексно-значимый массив. Q - длина вектора в ElevationAngles свойство. P - длина вектора в AzimuthAngles свойство. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step способ. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от одной цели. Матричные модули рассеяния являются метрами.

Можно также задать шаблон как функцию только азимута для одного повышения. Затем задайте шаблон как вектор 1-бай- P или M матрица -by- P. Каждая строка является отдельным шаблоном.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`SvvPattern` - Радарная матрица рассеяния VV поляризационный компонент
`ones(181,361)` (дефолт) | Q P матрицей со сложным знаком | Q P M массивом со сложным знаком | 1-by-<reservedrangesplaceholder2> вектор со сложным знаком |

M P матрицей со сложным знаком

Матрица радиолокационного рассеяния VV компонент, заданная как Q -by P комплексно-значимая матрица или Q -by P -by M комплексно-значимый массив. Q - длина вектора в ElevationAngles свойство. P - длина вектора в AzimuthAngles свойство. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step способ. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от одной цели. Матричные модули рассеяния являются метрами.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`ShvPattern` - Радарная матрица рассеяния HV поляризационный компонент
`ones(181,361)` (дефолт) | Q P матрицей со сложным знаком | Q P M массивом со сложным знаком | 1-by-<reservedrangesplaceholder2> вектор со сложным знаком |

M P матрицей со сложным знаком

Матрица радиолокационного рассеяния HV компонент, заданная как Q -by P комплексно-значимая матрица или Q -by P -by M комплексно-значимый массив. Q - длина вектора в ElevationAngles свойство. P - длина вектора в AzimuthAngles свойство. M - количество целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step способ. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от одной цели. Матричные модули рассеяния являются метрами.

Это свойство применяется, когда EnablePolarization свойство true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`Model` - Целевая модель флуктуации
`'Nonfluctuating'` (по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

Целевая модель флуктуации, заданная как 'Nonfluctuating', 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если вы устанавливаете это свойство на значение, отличное от 'Nonfluctuating', используйте update входной параметр при вызове step.

Пример: 'Swerling3'

Типы данных: char

`PropagationSpeed` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Скорость распространения сигнала, заданная как положительная скалярная величина. Модули указаны в метрах в секунду. Скорость распространения по умолчанию является значением, возвращаемым physconst('LightSpeed'). Посмотрите physconst для получения дополнительной информации.

Пример: 3e8

Типы данных: double

`OperatingFrequency` - Рабочая частота
`300e6` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Рабочая частота, заданная как положительная скалярная величина. Модули указаны в Гц.

Пример: 1e9

Типы данных: double

`SeedSource` - Начальный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS
`'Auto'` (по умолчанию) | `'Property'`

Начальный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS, заданный как 'Auto' или 'Property'. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Auto'Системный объект генерирует случайные числа с помощью MATLAB по умолчанию^® генератор случайных чисел. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Property', вы задаете seed генератора случайных чисел используя Seed свойство. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете Model свойство к 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Когда вы используете этот объект с программным обеспечением Parallel Computing Toolbox™, вы устанавливаете это свойство на 'Auto'.

Пример: 'Property'

Типы данных: char

`Seed` - Начальное значение генератора случайных чисел
`0` (по умолчанию) | неотрицательным целым числом менее 2³²

Seed генератора случайных чисел, заданное как неотрицательное целое число менее 2³². Это свойство применяется, когда SeedSource для свойства задано значение 'Property'.

Пример: 32301

Типы данных: double

Методы

сброс	Сброс состояний системного объекта
шаг	Обратный входной сигнал

Общий для всех системных объектов
`release`	Разрешить изменение значения свойства системного объекта

Примеры

свернуть все

Неполяризованный сигнал обратного рассеяния

Открыть Live Script

Вычислите отраженный радиолокационный сигнал от неколеблющейся точки цели с пиком RCS 10,0 $m^{2}$ . Используйте упрощенное выражение RCS- шаблона цели в иллюстративных целях. Реальные шаблоны сложнее. Шаблон RCS охватывает область значений углов от 10 ° -30 ° по азимуту и 5 ° -15 ° по повышению. Пики RCS достигают 20 ° азимута и 10 ° повышения. Предположим, что рабочая частота радара составляет 1 ГГц, и что сигнал является синусоидой на 1 МГц.

Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Для примера замените myObject(x) с step(myObject,x).

Создайте и постройте график шаблона RCS.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:30.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
rcspattern = 10.0*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
imagesc(azpatangs,elpatangs,rcspattern)
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.

Сгенерируйте и постройте график 50 выборок радиолокационного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
sig = sin(2*pi*freq*t);
plot(t*1e6,sig)
xlabel('Time (\mu seconds)')
ylabel('Signal Amplitude')
grid

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

Создайте phased.BackscatterRadarTarget Системные object™.

target = phased.BackscatterRadarTarget('Model','Nonfluctuating',...
    'AzimuthAngles',azpatangs,'ElevationAngles',elpatangs,...
    'RCSPattern',rcspattern,'OperatingFrequency',foper);

Для последовательности падающих углов при постоянном угле возвышения найдите и постройте график амплитуды рассеянного сигнала.

az0 = 13.0;
el = 10.0;
naz = 20;
az = az0 + [0:2:20];
naz = length(az);
ss = zeros(1,naz);
for k = 1:naz
    y = target(sig,[az(k);el]);
    ss(k) = max(abs(y));
end
plot(az,ss,'.')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Scattered Signal Amplitude')
grid

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

Поляризованный сигнал обратного рассеяния

Открыть Live Script

Вычислите поляризованный радиолокационный сигнал, рассеянный из Swerling1 колеблющейся точки цели. Предположим, что целевая ось повернута из глобальной системы координат. Используйте простые выражения для шаблонов рассеяния для рисунка. Реальные шаблоны рассеяния сложнее. Для поляризованных сигналов необходимо задать компоненты HH, HV и VV матрицы рассеяния для области значений падающих углов. В этом примере шаблоны охватывают область значений 10 ° -30 ° по азимуту и 5 ° -15 ° по повышению. Углы соответствуют целевой локальной системе координат. Предположим, что рабочая частота радара составляет 1 ГГц и что сигнал является синусоидой с частотой 1 МГц. Угол падения составляет 13,0 ° азимута и 14,0 ° повышения относительно целевой ориентации.

Создайте и постройте график шаблонов матрицы рассеяния.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:35.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
shhpat = cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
shvpat = 1i*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
svvpat = sind(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
subplot(1,3,1)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shhpat))
axis image
axis tight
title('HH')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')
subplot(1,3,2)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shvpat))
axis image
axis tight
title('HV')
xlabel('Azimuth (deg)')
subplot(1,3,3)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(svvpat))
axis image
axis tight
title('VV')
xlabel('Azimuth (deg)')

Figure contains 3 axes. Axes 1 with title HH contains an object of type image. Axes 2 with title HV contains an object of type image. Axes 3 with title VV contains an object of type image.

Создайте phased.BackscatterRadarTarget Системные object™.

target = phased.BackscatterRadarTarget('EnablePolarization',true,...
    'Model','Swerling1','AzimuthAngles',azpatangs,...
    'ElevationAngles',elpatangs,'ShhPattern',shhpat,'ShvPattern',shvpat,...
    'SvvPattern',svvpat);

Сгенерируйте 50 выборки поляризованного радиолокационного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
signal.X = exp(1i*2*pi*freq*t);
signal.Y = exp(1i*2*pi*freq*t + pi/3);
signal.Z = zeros(size(signal.X));
tgtaxes = azelaxes(60,10);
ang = [13.0;14.0];

Отразите сигнал от цели и постройте график ее компонентов.

refl_signal = target(signal,ang,tgtaxes,true);
figure
plot(t*1e6,real(refl_signal.X))
hold on
plot(t*1e6,real(refl_signal.Y))
plot(t*1e6,real(refl_signal.Z))
hold off
xlabel('Time \mu seconds')
ylabel('Amplitude')
grid

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type line.

Подробнее о

расширить все

Обратное рассеянное излучение

Для узкополосного неполяризованного сигнала отраженный сигнал, Y, является

$Y = \sqrt{G} \cdot X,$

где:

X является входным сигналом.
G - целевой коэффициент усиления, безразмерная величина, заданная

$G = \frac{4 π σ}{λ^{2}} .$
- - среднее радиолокационное сечение (RCS) цели.
- .r- длина волны входящего сигнала.

Падающий сигнал на цели масштабируется квадратным корнем коэффициента усиления.

Для узкополосных поляризованных волн один скалярный сигнал, X, заменяется сигналом вектора, _{(EH, EV)}, с горизонтальной и вертикальной составляющими. Матрица рассеяния, S, заменяет скалярное сечение, Через матрицу рассеяния падающие горизонтальные и вертикальные поляризованные сигналы преобразуются в отраженные горизонтальные и вертикальные поляризованные сигналы.

$[\begin{matrix} E_{H}^{(s c a t)} \\ E_{V}^{(s c a t)} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{4 π}{λ^{2}}} [\begin{matrix} S_{H H} & S_{V H} \\ S_{H V} & S_{V V} \end{matrix}] [\begin{matrix} E_{H}^{(i n c)} \\ E_{V}^{(i n c)} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{4 π}{λ^{2}}} [S] [\begin{matrix} E_{H}^{(i n c)} \\ E_{V}^{(i n c)} \end{matrix}]$

Для получения дополнительной информации см. [1] или [2].

Ссылки

[1] Mott, H. Antennas for Radar and Communications. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1992.

[2] Ричардс, М. А. Основы обработки радиолокационных сигналов. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2005.

[3] Skolnik, M. Introduction to Радиолокационные Системы, 3rd Ed. New York: McGraw-Hill, 2001.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

Указания и ограничения по применению:

Смотрите Системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

См. также

phased.BackscatterSonarTarget | phased.RadarTarget | phased.WidebandBackscatterRadarTarget | backscatterBicyclist (Radar Toolbox) | backscatterPedestrian (Radar Toolbox)

Темы

Введенный в R2016a

Документация

phased.BackscatterRadarTarget

Описание

Конструкция

Свойства

`EnablePolarization` - Включить поляризованные сигналы
`false` (по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` - Азимутальные углы
`[-180:180]` (по умолчанию) | 1-байт- P вектор-строку с реальным значением | P-на-1 вектор-столбец с реальным значением

`ElevationAngles` - Углы возвышения
`[-90:90]` (по умолчанию) | 1-байт- Q вектор-строку с реальным значением | Q-на-1 вектор-столбец с реальным значением

`Model` - Целевая модель флуктуации
`'Nonfluctuating'` (по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`OperatingFrequency` - Рабочая частота
`300e6` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`SeedSource` - Начальный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS
`'Auto'` (по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` - Начальное значение генератора случайных чисел
`0` (по умолчанию) | неотрицательным целым числом менее 2³²

Методы

Примеры

Неполяризованный сигнал обратного рассеяния

Поляризованный сигнал обратного рассеяния

Подробнее о

Обратное рассеянное излучение

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Темы

Документация по Phased Array System Toolbox

Поддержка

Документация

phased.BackscatterRadarTarget

Описание

Конструкция

Свойства

EnablePolarization - Включить поляризованные сигналы false (по умолчанию) | true

AzimuthAngles - Азимутальные углы [-180:180] (по умолчанию) | 1-байт- P вектор-строку с реальным значением | P-на-1 вектор-столбец с реальным значением

ElevationAngles - Углы возвышения [-90:90] (по умолчанию) | 1-байт- Q вектор-строку с реальным значением | Q-на-1 вектор-столбец с реальным значением

Model - Целевая модель флуктуации 'Nonfluctuating' (по умолчанию) | 'Swerling1' | 'Swerling2' | 'Swerling3' | 'Swerling4'

PropagationSpeed - Скорость распространения сигнала physconst('LightSpeed') (по умолчанию) | положительная скалярная величина

OperatingFrequency - Рабочая частота 300e6 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

SeedSource - Начальный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS 'Auto' (по умолчанию) | 'Property'

Seed - Начальное значение генератора случайных чисел 0 (по умолчанию) | неотрицательным целым числом менее 232

Методы

Примеры

Неполяризованный сигнал обратного рассеяния

Поляризованный сигнал обратного рассеяния

Подробнее о

Обратное рассеянное излучение

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Темы

Документация по Phased Array System Toolbox

Поддержка

`EnablePolarization` - Включить поляризованные сигналы
`false` (по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` - Азимутальные углы
`[-180:180]` (по умолчанию) | 1-байт- P вектор-строку с реальным значением | P-на-1 вектор-столбец с реальным значением

`ElevationAngles` - Углы возвышения
`[-90:90]` (по умолчанию) | 1-байт- Q вектор-строку с реальным значением | Q-на-1 вектор-столбец с реальным значением

`Model` - Целевая модель флуктуации
`'Nonfluctuating'` (по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` - Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`OperatingFrequency` - Рабочая частота
`300e6` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`SeedSource` - Начальный источник генератора случайных чисел для модели флуктуации RCS
`'Auto'` (по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` - Начальное значение генератора случайных чисел
`0` (по умолчанию) | неотрицательным целым числом менее 2³²

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®