The phased.Transmitter Объект позволяет вам модели ключевые компоненты основного уравнения радиолокации, включая пиковую степень передачи, усиление передачи и системный коэффициент потерь.
Хотя предыдущая функциональность важна в приложениях, зависимых от амплитуды, таких как обнаруживаемость сигнала, доплеровская обработка зависит от фазы комплексной огибающей. В порядок для точной оценки радиальной скорости движущихся целей важно, чтобы радар работал в полностью когерентном или псевдокогерентном режиме. В полностью когерентном, или когерентном режиме передачи, фаза переданных импульсов является постоянной. Постоянная фаза предоставляет вам ссылку, чтобы обнаружить доплеровские сдвиги.
Передатчик, который применяет случайную фазу к каждому импульсу, создает фазовый шум, который может заслонить доплеровские сдвиги. Если компоненты радара не позволяют вам поддерживать постоянную фазу, можно создать псевдокогерентный или когерентный на радаре приема путем записи случайных фазовых ошибок, введенных передатчиком. Приемник может исправить эти ошибки путем модуляции комплексной огибающей. The phased.Transmitter объект позволяет вам моделировать как когерентную передачу, так и когерентную работу приема.
Объект передатчика имеет следующие изменяемые свойства:
PeakPower - Пиковая степень передачи в ваттах
Gain - Передайте коэффициент усиления в децибелах
LossFactor - Коэффициент потерь в децибелах
InUseOutputPort - Отслеживайте состояние передатчика. Установка значения свойства true выводит вектор 1с и 0с, указывающий, когда передатчик включен и выключен. В моностатическом радаре передатчик и приемник не могут работать одновременно.
CoherentOnTransmit - Сохраните когерентность среди импульсов передатчика. Установка значения свойства true (по умолчанию) моделирует операцию полностью когерентного передатчика, где фаза «импульс - импульс» является постоянной. Установка значения свойства false вводит случайный фазовый шум от импульса к импульсу и моделирует операцию некогерентного передатчика.
PhaseNoiseOutputPort - Вывод случайных импульсных фаз, введенных некогерентной операцией передатчика. Это свойство применяется только в том случае, если CoherentOnTransmit свойство false. Путем записи случайных импульсных фаз, можно создать псевдокогерентный, или когерентный на приёмном радаре.
Усильте и передайте линейный FM импульс.
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 передатчик с пиковой степенью передачи 1000 Вт, усилением передачи 20 децибел (дБ) и коэффициентом потерь 0 дБ. Установите InUseOutPutPort свойство к true для записи состояния передатчика. Значения импульсного сигнала масштабируются на основе пиковой степени передачи и отношения коэффициента усиления к потерям передатчика.
transmitter = phased.Transmitter('PeakPower',1e3,'Gain',20,... 'LossFactor',0,'InUseOutputPort',true)
transmitter =
phased.Transmitter with properties:
PeakPower: 1000
Gain: 20
LossFactor: 0
InUseOutputPort: true
CoherentOnTransmit: true
Коэффициент масштабирования формы волны sqrt(PeakPower*db2pow(Gain - LossFactor))
Создайте линейный импульсный сигнал FM для передачи. Используйте 100 мкс линейный FM импульс, имеющий полосу пропускания 200 кГц. Используйте направление сдвига по умолчанию и частоту дискретизации. Установите частоту повторения импульсов (PRF) в 2 кГц. Получите один импульс путем установки NumPulses свойство phased.LinearFMWaveform объект единице.
waveform = phased.LinearFMWaveform('PulseWidth',100e-6,'PRF',2e3,... 'SweepBandwidth',200e3,'OutputFormat','Pulses','NumPulses',1);
Сгенерируйте импульс путем выполнения phased.LinearFMWaveform форма волны System object™. Затем передайте импульс, выполнив phased.Transmitter Системный объект.
wf = waveform(); [txoutput,txstatus] = transmitter(wf); t = unigrid(0,1/waveform.SampleRate,1/waveform.PRF,'[)'); subplot(211) plot(t,real(txoutput)) axis tight grid on ylabel('Amplitude') title('Transmitter Output (real part) - One PRI') subplot(212) plot(t,txstatus) axis([0 t(end) 0 1.5]) xlabel('Seconds') grid on ylabel('Off-On Status') set(gca,'ytick',[0 1]) title('Transmitter Status')
Чтобы смоделировать когерент на радаре приема, можно задать CoherentOnTransmit свойство к false и PhaseNoiseOutputPort свойство к true. Вы можете вывести случайную фазу, добавленную к каждой выборке, когда вы выполняете Системную object™.
Этот пример иллюстрирует добавление фазового шума к прямоугольной импульсной форме волны, имеющей пять импульсов. К каждой выборке формы волны добавляется случайная фаза. Вычислите фазу выходного сигнала и сравните фазу с фазовым шумом, возвращаемым при выполнении системного object™.
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).
Для удобства установите коэффициент усиления передатчика равным 0 дБ, пиковую степень равную 1 Вт и инициализируйте генератор случайных чисел, чтобы гарантировать воспроизводимые результаты.
waveform = phased.RectangularWaveform('NumPulses',5); transmitter = phased.Transmitter('CoherentOnTransmit',false,... 'PhaseNoiseOutputPort',true,'Gain',0,'PeakPower',1,... 'SeedSource','Property','Seed',1000); wf = waveform(); [txtoutput,phnoise] = transmitter(wf); phdeg = rad2deg(phnoise); phdeg(phdeg>180)= phdeg(phdeg>180) - 360; plot(wf) title('Input Waveform') axis([0 length(wf) 0 1.5]) ylabel('Amplitude') grid on
subplot(2,1,1) plot(rad2deg(atan2(imag(txtoutput),real(txtoutput)))) title('Phase of the Output') ylabel('Degrees') axis([0 length(wf) -180 180]) grid on subplot(2,1,2) plot(phdeg) title('Phase Noise'); ylabel('Degrees') axis([0 length(wf) -180 180]) grid on
Первый рисунок показывает форму волны. Фаза каждого импульса на входе в передатчик равна нулю. На втором рисунке верхний график показывает фазу выходной формы волны передатчика. Нижний график показывает фазу, добавленную к каждой выборке. Сосредоточьтесь на первых 100 выборках. Импульсный сигнал равен 1 для выборок 1-50 и 0 для выборок 51-100. Добавленная случайная фаза является константой -124,7 ° для выборок 1-100, но это влияет на выход только, когда импульсный сигнал ненулевая. В выходной форме волны вы видите, что выходная форма волны имеет фазу -124,7 ° для выборок 1-50 и 0 для выборок 51-100. Исследуя выход передатчика и шум фазы для выборок, где форма входа волны ненулевая, можно увидеть, что фаза выводит Системный объект и фаза выхода передатчика согласны.