Создайте целевую платформу и задайте ее движение

Предположим, что цель расположена в [0,10000,20000] относительно радара в локальной системе координат радара. Предположим, что цель движется вдоль оси Y к радару со скоростью 800 км/ч.

x0 = [0,10000,20000].';
v0 = -800;
v0 = v0*1000/3600;
targetplatform = phased.Platform(x0,[0,v0,0].');

Настройте массив ULA

Монопульсный трекер использует ULA массива, который состоит из 8 изотропных антенных элементов. Интервал между элементами устанавливается равным половине длины волны сигнала.

fc = 500e6;
c = physconst('LightSpeed');
lam = c/fc;
antenna = phased.IsotropicAntennaElement('FrequencyRange',[100e6,800e6],...
    'BackBaffled',true);
array = phased.ULA('Element',antenna,'NumElements',8,...
    'ElementSpacing',lam/2);

Примите узкополосный сигнал. Этот вид сигнала может быть симулирован с помощью phased.SteeringVector Системный объект.

steervec = phased.SteeringVector('SensorArray',array);

Отслеживайте Цикл

Инициализируйте цикл отслеживания. Создайте phased.SumDifferenceMonopulseTracker Системный объект.

tracker = phased.SumDifferenceMonopulseTracker('SensorArray',array,...
    'PropagationSpeed',c,...
    'OperatingFrequency',fc);

На каждом временном шаге вычислите широкий угол цели относительно массива. Установите значение шага 0,5 секунды.

T  = 0.5;
nsteps = 40;
t = [1:nsteps]*T;

Настройте векторы данных для хранения и отображения результатов

rng = zeros(1,nsteps);
broadang_actual = zeros(1,nsteps);
broadang_est = zeros(1,nsteps);
angerr = zeros(1,nsteps);

Пройдите по циклу отслеживания. Сначала предоставьте оценку начального широкого угла. В этой симуляции известен фактический широкий угол, но добавляется ошибка в пяти степенях.

[tgtrng,tgtang_actual] = rangeangle(x0,[0,0,0].');
broadang0 = az2broadside(tgtang_actual(1),tgtang_actual(2));
broadang_prev = broadang0 + 5.0; % add some sort of error

for n = 1:nsteps
    x = targetplatform(T);
    [rng(n),tgtang_actual] = rangeangle(x,[0,0,0].');
    broadang_actual(n) = az2broadside(tgtang_actual(1),tgtang_actual(2));
    signl = steervec(fc,broadang_actual(n)).';
    broadang_est(n) = tracker(signl,broadang_prev);
    broadang_prev = broadang_est(n);
    angerr(n) = broadang_est(n) - broadang_actual(n);
end

Результаты

Постройте график области значений как функцию времени, показывающую точку ближайшего подхода.

plot(t,rng/1000,'-o')
xlabel('time (sec)')
ylabel('Range (km)')

Постройте график предполагаемого широкого угла как функции времени.

plot(t,broadang_actual,'-o')
xlabel('time (sec)')
ylabel('Broadside angle (deg)')

Моноимпульсный трекер не может решить угол направления, если угловое разделение между выборками слишком велико. Максимально допустимое угловое разделение составляет примерно половину ширины луча массива от нуля до нуля. Для ULA с интервалом между 8 элементами с половинной длиной волны половинная ширина луча составляет приблизительно 14,3 степени на широкой стороне. В этой симуляции самое большое угловое различие между выборками

maxangdiff = max(abs(diff(broadang_est)));
disp(maxangdiff)

    0.2942

Угловое разделение между выборками меньше, чем полулучевая ширина.

Постройте график ошибки угла. Это - различие между расчетным углом и фактическим углом. График показывает очень маленькую ошибку, по порядку микростепени.

plot(t,angerr,'-o')
xlabel('time (sec)')
ylabel('Angle error (deg)')