Exponenta Banner

step

Системный объект: фазированный. WidebandBackscatterRadarTarget
Пакет: поэтапный

Широкополосный сигнал обратного рассеяния от радарной цели

развернуть все на странице

Синтаксис

refl_sig = step(target,sig,ang)
refl_sig = step(target,sig,ang,update)
refl_sig = step(target,sig,ang,laxes)
refl_sig = step(target,sig,ang,laxes,update)

Описание

Примечание

Кроме того, вместо использования step метод для выполнения операции, заданной Системной object™, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Для примера, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

пример

refl_sig = step(target,sig,ang) возвращает отраженный сигнал, refl_sig, падающего неполяризованного сигнала, sig. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization свойство к false и Model свойство к 'Nonfluctuating'. В этом случае значения, указанные в RCSPattern свойство используется для вычисления значений RCS для происшествия и отраженных направлений, ang.

пример

refl_sig = step(target,sig,ang,update) использует update управление обновлением значений RCS. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization свойство к false и Model свойство одной из колеблющихся моделей RCS: 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если update является trueгенерируется новое значение RCS. Если update является falseиспользуется предыдущее значение RCS.

refl_sig = step(target,sig,ang,laxes) возвращает отраженный сигнал, refl_sig, падающего поляризованного сигнала, sig. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization на true и Model свойство к 'Nonfluctuating'. Значения, указанные в ShhPattern, SvvPattern, и ShvPattern свойства используются для вычисления матриц обратного рассеяния для направлений падения, ang. The laxes аргумент задает локальную систему координат, используемую для определения горизонтального и вертикального компонентов поляризации.

refl_sig = step(target,sig,ang,laxes,update) использует update аргумент для управления обновлением значений матрицы рассеяния. Этот синтаксис применяется при установке EnablePolarization свойство к true и Model свойство одной из колеблющихся моделей RCS: 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если update является trueгенерируется новое значение RCS. Если update является falseиспользуется предыдущее значение RCS.

Примечание

Объект выполняет инициализацию при первом выполнении объекта. Эта инициализация блокирует нетронутые свойства и входные спецификации, такие как размерности, сложность и тип данных входных данных. Если вы изменяете свойство nontunable или спецификацию входа, системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить нетронутые свойства или входы, необходимо сначала вызвать release метод для разблокировки объекта.

Входные параметры

расширить все

Цель обратного рассеяния, заданная как phased.WidebandBackscatterRadarTarget Системный объект.

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, заданный как N -by M комплексная матрица. Величина N является количеством выборок сигнала, и M является количеством независимых сигналов, отражающих от цели. Каждый столбец содержит независимый сигнал, отраженный от цели.

    Размер первой размерности матрицы входа может варьироваться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала. Изменение размера может произойти, например, в случае импульсного сигнала с переменной частотой повторения импульса.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, заданный как 1-бай- M struct массив, содержащий комплексные поля. Каждый struct элемент содержит три N-на-1 вектора-столбца компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, который отражается от цели. Каждый struct элемент содержит три N -by-1 вектора-столбца с комплексным значением, sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют x, y, и z Декартовские компоненты поляризованного сигнала.

    Размер первой размерности матричных полей в struct может изменяться, чтобы симулировать изменяющуюся длину сигнала, такую как импульсный сигнал с переменной частотой повторения импульса.

Пример: [1,1;j,1;0.5,0]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Направление падающего сигнала, заданное как вектор 2 на 1 действительного столбца или матрица M 2 байта положительных значений. Каждый столбец ang определяет направление падения соответствующего сигнала в форме [AzimuthAngle;ElevationAngle]. Количество столбцов в ang должен совпадать с количеством независимых сигналов в sig. Модули указаны в степенях.

Пример: [30;45]

Типы данных: double

Опция для включения обновления значений RCS для моделей флуктуации, заданная как false или true. Когда update является trueновое значение RCS генерируется при каждом вызове step способ. Если update является falseRCS остается неизменным с каждым вызовом в step.

Типы данных: logical

Матрица локальной системы координат, заданная как действительная ортонормальная матрица 3 на 3 или массив 3 на 3 байта M вещественное значение. Матричные столбцы задают локальную систему координат ортонормальную x -ось, y -ось и z -ось, соответственно. Каждая ось является вектором формы (x;y;z) относительно глобальной системы координат. Когда sig имеет только один сигнал, laxes является матрицей 3 на 3. Когда sig имеет несколько сигналов, можно использовать одну матрицу 3 на 3 для нескольких сигналов в sig. В этом случае все цели имеют одинаковые локальные системы координат. Когда вы задаете laxes как массив 3х3-бай- M, каждая страница (третий индекс) задает локальную матрицу координат 3х3 для соответствующего целевого объекта.

Пример: [1,0,0;0,0.7071,-0.7071;0,0.7071,0.7071]

Типы данных: double

Выходные аргументы

расширить все

  • Широкополосный неполяризованный сигнал, возвращенный как N -by M комплексно-значимая матрица. Каждый столбец содержит независимый сигнал, отраженный от цели.

  • Широкополосный поляризованный сигнал, возвращаемый как 1-бай- M struct массив, содержащий комплексные поля. Каждый struct элемент содержит три N-на-1 вектора-столбца компонентов электромагнитного поля (sig.X,sig.Y,sig.Z) представление поляризованного сигнала, который отражается от цели.

Величина N является количеством выборок сигнала, и M является количеством сигналов, отражающих от цели. Каждый столбец соответствует углу отражения.

Для поляризованных полей struct элемент содержит три N -by-1 вектора-столбца с комплексным значением: sig.X, sig.Y, и sig.Z. Эти векторы представляют x, y, и z Декартовские компоненты поляризованного сигнала.

Область выхода refl_sig содержит выборки сигнала, поступающие в пункт назначения сигнала в течение текущей входной системы координат времени. Когда время распространения от источника до адресата превышает текущую длительность временной системы координат, выход не содержит всех вкладов от входа текущей временной системы координат. Оставшиеся выходы появляются при следующем вызове step.

Примеры

расширить все

Открыть Live Script

Вычислите отраженный радиолокационный сигнал от неколеблющейся точечной цели, имеющей пик RCS 10,0 м ^ 2. Используйте простой целевой шаблон RCS в иллюстративных целях. Реальные шаблоны сложнее. Шаблон RCS охватывает область значений углов от10-30 степени в азимуте и 5-15 степени по повышению. RCS достигает пика в 20 степенях азимута и 10 степенях повышения. RCS также имеет частотную зависимость и задается на 5 частотах в пределах полосы пропускания сигнала. Предположим, что рабочая частота радара составляет 100 МГц, и что сигнал является линейной FM-формой волны, имеющей полосу пропускания 20 МГц.

Создайте и постройте график широкополосного сигнала.

c = physconst('LightSpeed');
fs = 50e6;
pw = 20e-6;
PRF = 1/(2*pw);
fc = 100e6;
bw = 20e6;
waveform = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',fs,'PulseWidth',pw, ...
    'PRF',PRF,'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1,'SweepBandwidth',bw, ...
    'SweepDirection','Down','Envelope','Rectangular','SweepInterval', ...
    'Symmetric');
wav = waveform();
n = size(wav,1);
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(wav),'b')
xlabel('Time (\mu s)')
ylabel('Waveform Magnitude')
grid

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

Создайте шаблон RCS на пяти различных частотах в пределах полосы пропускания сигнала с помощью упрощенной частотной зависимости. Частотная зависимость является единицей на рабочей частоте и падает вне этой частоты. Реалистичные частотные зависимости сложнее. Постройте график шаблона RCS для одной из частот.

fvec = fc + [-fs/2,-fs/4,0,fs/4,fs/2];
fdep = cos(3*(1 - fvec/fc));
azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpattern = [10.0:0.5:30.0];
elpattern = [5.0:0.5:15.0];
rcspattern0 = 10.0*cosd(4*(elpattern - elmax))'*cosd(4*(azpattern - azmax));
for k = 1:5
    rcspattern(:,:,k) = rcspattern0*fdep(k);
end
imagesc(azpattern,elpattern,abs(rcspattern(:,:,1)))
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.

Создайте phased.WidebandBackscatterRadarTarget Системные object™.

target = phased.WidebandBackscatterRadarTarget('Model','Nonfluctuating', ...
    'AzimuthAngles',azpattern,'ElevationAngles',elpattern,...
    'RCSPattern',rcspattern,'OperatingFrequency',fc,'NumSubbands',32, ...
    'FrequencyVector',fvec);

Для последовательности падающих углов азимута при постоянном повышении найдите и постройте амплитуду отраженного сигнала.

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

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

Открыть Live Script

Вычислите отраженный радиолокационный сигнал от колеблющейся точки цели Swerling 4 с пиком RCS 0,1 м ^ 2. Используйте простой целевой шаблон RCS в иллюстративных целях. Реальные шаблоны сложнее. Шаблон RCS охватывает область значений углов от 10- 30 степени в азимуте и 5 -15 степени по повышению. RCS достигает пика в 20 степени по азимуту и 10 степени по повышению при значении 0,1 м ^ 2. RCS также имеет частотную зависимость и задается на пяти частотах в пределах полосы пропускания сигнала. Предположим, что рабочая частота радара составляет 100 МГц, и что сигнал является линейной FM-формой волны с пропускной способностью 20 МГц. Частота дискретизации составляет 50 МГц.

Создайте и постройте график широкополосного сигнала.

c = physconst('LightSpeed');
fs = 50e6;
pw = 20e-6;
PRF = 1/(2*pw);
fc = 100.0e6;
bw = 20.0e6;
waveform = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',fs,'PulseWidth',pw, ...
    'PRF',PRF,'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1,'SweepBandwidth',bw, ...
    'SweepDirection','Down','Envelope','Rectangular','SweepInterval', ...
    'Symmetric');
wav = waveform();

Создайте шаблон RCS на пяти различных частотах в пределах полосы пропускания сигнала с помощью простой частотной зависимости. Частотная зависимость спроектирована таким образом, чтобы быть единым целым на рабочей частоте и опускаться за пределы этой полосы. Реалистичные частотные зависимости сложнее.

fvec = fc + [-fs/2,-fs/4,0,fs/4,fs/2];
fdep = cos(3*(1 - fvec/fc));
azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azangs = [10.0:0.5:30.0];
elangs = [5.0:0.5:15.0];
rcspattern0 = 0.1*(cosd((elangs - elmax))'*cosd((azangs - azmax))).^2;
for k = 1:5
    rcspattern(:,:,k) = rcspattern0*fdep(k);
end
imagesc(azangs,elangs,abs(rcspattern(:,:,5)))
axis image
axis xy
axis tight
title('RCS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')
colorbar

Figure contains an axes. The axes with title RCS contains an object of type image.

Создайте phased.WidebandBackscatterRadarTarget Системные object™.

target = phased.WidebandBackscatterRadarTarget('Model','Swerling4', ...
    'SeedSource','Property','Seed',100213,'AzimuthAngles',azangs, ...
    'ElevationAngles',elangs,'RCSPattern',rcspattern, ...
    'OperatingFrequency',fc,'NumSubbands',32,'FrequencyVector',fvec);

Найдите и постройте 100 выборки падающего сигнала и два последовательных отраженных сигнала на 10 степенях по азимуту и 10 степенях по повышению. Обновление RCS при каждом выполнении системной object™.

az = 10.0;
el = 10.0;
refl_wav1 = target(wav,[az;el],true);
refl_wav2 = target(wav,[az;el],true);
n = 100;
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(wav(1:n)))
hold on
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(refl_wav1(1:n)),'.')
plot([0:(n-1)]/fs*1e6,real(refl_wav2(1:n)),'.')
hold off
legend('Incident Signal','First Backscattered Signal','Second Backscattered Signal')
xlabel('Time (\mu s)')
ylabel('Waveform Magnitude')
title('Swerling 4 RCS')

Figure contains an axes. The axes with title Swerling 4 RCS contains 3 objects of type line. These objects represent Incident Signal, First Backscattered Signal, Second Backscattered Signal.

Введенный в R2016b

Документация по Phased Array System Toolbox

Поддержка