Exponenta Banner

Radar Designer

Моделируйте усиления и потери радара и оценивайте эффективность в различных окружениях

развернуть все на странице

Описание

Приложение Radar Designer является интерактивным инструментом, который помогает инженерам и системным аналитикам в высокоуровневом проекте и оценке радиолокационных систем на ранней стадии разработки радара. Используя приложение, вы можете:

  • Оцените и сравните несколько радиолокационных проектов за один сеанс

  • Добавьте smart radar, окружение и целевые строения Radar Designer, чтобы прыгнуть-начать анализ

  • Включение эффектов на окружающую среду из-за кривизны Земли, атмосферы, местности и осадков

  • Добавьте пользовательские поперечные сечения радара-мишени, модели антенны/решётки и как не зависящие от области значений, так и зависящие от области значений

  • Экспортируйте и сохраняйте результаты, сеансы, модели и графики, чтобы продолжить анализ

Radar Designer app

Откройте приложение Radar Designer

  • MATLAB® Панель инструментов: На вкладке Apps, в разделе Signal Processing and Communications, нажмите значок приложения.

  • Командная строка MATLAB: Ввод radarDesigner.

Примеры

расширить все

Проектируйте радар для установки на верхнюю часть грузовика. Отрегулируйте расчётные параметры, чтобы радар мог работать в туманных условиях и все еще делать целевую область значений. Экспортируйте проект сеанс в Рабочее пространство MATLAB.

Откройте Radar Designer. В командной строке введите

radarDesigner
Запустите сеанс проекта радара. На панели инструментов нажмите New Session и выберите Automotive Radar опция. Приложение задает типовой проект радара, цель и параметры окружения.

Automotive radar design first figure

Радар, который вы проектируете, должен быть установлен на 3 метра над землей. На Radar вкладка, в Antenna and Scanning сечение, измените Antenna Height с 1 метра до 3 метров.

На Environment вкладка, в Precipitation сечение, задайте Precipitation Type следующим Fog и установите Fog Density равным Heavy.

Как SNR vs Range график и Metrics and Requirements таблица показывает, что радар удовлетворяет пороговой максимальной области значений, но не достигает желаемой максимальной области значений 300 метров.

Automotive radar design second figure

Увеличьте передаваемую степень, чтобы достичь более высокой максимальной области значений. На Radar вкладка, в Main сечение, увеличение Peak Power на 4e-05 kW. График и таблица показывают, что радар удовлетворяет требованию с новым значением степени.

Automotive radar design third figure

Экспорт проекта радара в Рабочее пространство MATLAB. На панели инструментов нажмите Export и выберите Generate Metrics Report чтобы сгенерировать форматированный отчет о числовых метриках.

Похожие примеры

Параметры

Радар, цель и окружение

Чтобы включить параметры Radar, нажмите New Session на панели инструментов приложения, чтобы загрузить одну из встроенных строений Radar Designer. Используйте раздел Radars на панели инструментов приложения, чтобы добавить, повторить или удалить проекты радаров во время сеанса.

  • Используйте список Current Radar, чтобы переключиться между различными проектами радаров в течение одного сеанса.

  • Используйте поле Name, чтобы изменить имя текущего выбранного радара.

Используйте эти параметры, чтобы задать настройки импульса и несущей, такие как несущая частота и переданная степень.

ПараметрОписание
Волна несущей Frequency (по умолчанию) или Wavelength

Несущая частота или длина волны несущей, заданная как скаляр.

  • Задайте Frequency как скаляр в Hz, kHz, MHz, или GHz.

  • Задайте Wavelength как скаляр в m, cm, или mm.

Pulse BandwidthШумовая полоса переданного импульса, заданная в виде скаляра в Hz, kHz, MHz, или GHz.
Average Power (по умолчанию) или Peak Power

Средняя передаваемая степень или пиковая передаваемая степень, заданная как скаляр.

  • Задайте Average Power как скаляр в W, kW, MW, dBw, или dBm.

  • Задайте Peak Power как скаляр в W, kW, MW, dBw, или dBm.

Pulse Width (по умолчанию) или Duty Cycle

Ширина радарного импульса или коэффициент заполнения радара, заданный как скаляр.

  • Задайте Pulse Width, длительность переданного импульса, как скаляр в s, ms, или μs.

  • Задайте Duty Cycle, доля времени передачи радара, как безразмерный скаляр от 0 до 1.

PRF (по умолчанию) или PRI

Частота повторения импульсов (PRF) или интервал повторения импульсов (PRI), заданная в виде скаляра.

  • Задайте PRF, количество импульсов, передаваемых в секунду, в виде скаляра в Hz, kHz, или MHz.

  • Задайте PRI, время между двумя последовательными переданными импульсами в виде скаляра в s, ms, или μs.

Используйте эти параметры, чтобы задать настройки шума, такие как температура шума или динамическая область значений.

ПараметрОписание
Noise Temperature или Noise Figure

Температура шума в системе или рисунок, заданная как скаляр.

  • Задайте Noise Temperature как скаляр в K.

  • Задайте Noise Figure как скаляр в dB или в linear модулей.

Reference Noise TemperatureЭталонная температура шума, заданная в виде скаляра в K.
Quantization NoiseВыберите Quantization Noise, чтобы включить шум квантования.
Number of Bits

Количество бит в аналого-цифровом (A/D) преобразователе, заданное как безразмерный скаляр.

Этот параметр применяется только в том случае, если выбран Quantization Noise.

Dynamic Range

Динамическая область значений A/D конвертера, заданный как скаляр в dB или в linear модулей.

Этот параметр применяется только в том случае, если выбран Quantization Noise.

Используйте эти параметры, чтобы задать положение, ширину луча и настройки усиления, такие как высота антенны, поляризация антенны или азимутальная ширина луча.

ПараметрОписание
Antenna Height

Высота антенны над поверхностью, заданная как скаляр в m, km, ft, или kft.

Этот параметр применяется как к передающей антенне, так и к приемной антенне.

Antenna Tilt Angle

Угол между электрической осью антенны и плоскостью земли, заданный как скаляр в deg, rad, или mrad.

Этот параметр применяется как к передающей антенне, так и к приемной антенне.

Antenna Polarization

Задайте поляризацию антенны следующим Horizontal или Vertical.

Этот параметр применяется как к передающей антенне, так и к приемной антенне.

Задайте Transmit Antenna Gain Input как одно из следующего:

  • Manual - Используйте поле Gain, чтобы ввести пользовательское значение для передающей антенны в dBi.

  • From Beamwidth - Вычислите коэффициент усиления передающей антенны из ширины луча, принимая идеальный Гауссов диаграммы направленности без боковых элементов. Можно задать эти параметры.

    ПараметрОписание
    Azimuth BeamwidthАзимутальная лучевая ширина передающей антенны, заданная в виде скаляра в deg, rad, или mrad.
    Elevation BeamwidthЛучевая ширина передающей антенны, заданная в виде скаляра в deg, rad, или mrad.

    Radar Designer вычисляет и отображает коэффициент усиления приемной антенны в дБи.

Выберите Use Different Antenna for Receive, чтобы указать, что приемная и передающая антенны имеют различные усиления. Если вы используете другую антенну для приема, можно задать Receive Antenna Gain Input как одно из следующего:

  • Manual - Используйте поле Gain, чтобы ввести пользовательское значение для приемной антенны в dBi.

  • From Beamwidth - Вычислите коэффициент усиления приемной антенны из ширины луча, принимая идеальный Гауссов диаграммы направленности без боковых элементов. Можно задать эти параметры.

    ПараметрОписание
    Azimuth BeamwidthАзимутальная лучевая ширина приемной антенны, заданная в виде скаляра в deg, rad, или mrad.
    Elevation BeamwidthПовышение луча приемной антенны, заданная в виде скаляра в deg, rad, или mrad.

    Radar Designer вычисляет и отображает коэффициент усиления приемной антенны в дБи.

Задайте режим скана для вашего проекта как один из следующих:

  • None - Радар не выполняет сканирование. Radar Designer не включает потери, связанные с сканированием, в анализ.

  • Mechanical - Радар выполняет механическое сканирование. Radar Designer включает потери формы луча и коэффициент плотности луча (зависящие от диапазона потери для быстро сканирующего луча) в анализ.

  • Electronic - Радар использует фазированную решетку для выполнения электронного сканирования. Radar Designer включает потери формы луча и потери сектора скана в анализ.

Если вы задаете Scan Mode как Mechanical или Electronicможно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Azimuth Scan Sector SizeАзимутальный диапазон поискового объема, заданный в виде скаляра в deg, rad, или mrad.
Elevation Scan LimitsНачальные и конечные повышения объема скана, заданные как два скаляра в deg, rad, или mrad.

На основе выбранных параметров Radar Designer вычисляет и отображает следующие настройки:

  • Max Scan Rate максимальная скорость скана в степенях в секунду, заданная выбранной PRF, количество переданных импульсов и ширина луча антенны. Эта настройка отображается, если Scan Mode задан как Mechanical.

  • Search Volume Size, размер твердого углового объема поиска у стерадиан.

  • Search Time, время в секундах, необходимое для сканирования объема поиска, учитывая выбранный PRF, количество переданных импульсов и ширину луча антенны.

Используйте эти параметры, чтобы задать P fa, CPI и M -of- N настройки, такие как вероятность ложного предупреждения или логического порога подтверждения дорожки.

ПараметрОписание
Probability of False Alarm

Желаемая вероятность ложного предупреждения (P fa) на выходе детектора, заданная как безразмерный скаляр. Значение по умолчанию является 10–6 (1e-06).

Number of Pulses

Количество импульсов в когерентном интервале обработки (CPI), заданное как положительный целочисленный скаляр.

Pulse Integration

Импульсное интегрирование, заданное как Coherent или Noncoherent.

Выберите Moving Target Indicator (MTI), чтобы включить обработку индикатора скользящего целевого устройства в проект. Если вы включите обработку целевого индикатора, можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Canceler

Canceler, указанный как один из следующих:

  • Two-pulse - Отмена первого заказа

  • Three-pulse - Отмена второго порядка

  • Four-pulse - Аннулятор третьего порядка

Null VelocityСкорость загромождения, до которой регулируется фильтр MTI, заданная как скаляр в m/s, km/hr, mi/hr, или kts.
Method

Метод для выполнения обработки MTI, заданный как одно из следующего:

  • Sequential - Radar Designer последовательно обрабатывает импульсы.

  • Batch - Radar Designer обрабатывает импульсы пакетами.

Quadrature ProcessingВыберите Quadrature Processing, чтобы включить обработку MTI квадратурного канала (вектора) для вашего проекта. Если этот параметр не выбран, Radar Designer выполняет одноканальную обработку MTI.

Эта опция доступна, если Pulse Integration задано значение Noncoherent.

Задайте, как выполнить двоичное (M -of- N) интегрирование импульсов как одно из следующего:

  • None - Radar Designer не применяет двоичное интегрирование.

  • Automatic - Radar Designer применяет двоичное интегрирование и вычисляет оптимальное количество обнаруженных импульсов (M) из общего количества импульсов (N).

  • Custom - Radar Designer применяет двоичное интегрирование с вручную заданным количеством обнаруженных импульсов. Если вы выбираете эту опцию, задайте Number of Detected Pulses (M) из общего количества импульсов (N) как положительное целое число.

Эта опция доступна, если Pulse Integration задано значение Noncoherent.

Выберите Constant False Alarm Rate (CFAR), чтобы включить обнаружение постоянной частоты ложных предупреждений (CFAR). Если вы включите обнаружение CFAR, можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Number of Reference CellsОбщее количество CFAR-ссылочных (обучающих) камер, заданное в виде положительного целочисленного скаляра.
Method

Метод обнаружения CFAR, заданный как один из следующих:

  • Cell Averaging - Radar Designer устанавливает порог обнаружения путем вычисления среднего выхода окружающей области значений и доплеровских камер.

  • Greatest-of Cell Averaging - Radar Designer устанавливает порог обнаружения путем вычисления отдельных средних значений для ведущих и отстающих камер и выбора наибольшего значения.

Задайте количество когерентных интервалов обработки (CPI) как положительный целочисленный скаляр.

Выберите M-of-N CPI Integration, чтобы включить M -of- N интегрирование интервалов когерентной обработки (ИПЦ). Если вы включите M -of- N интегрирование ИПЦ, можно задать этот параметр.

ПараметрОписание
Number of CPIs with DetectionКоличество когерентных интервалов обработки с объявленным обнаружением (M) из общего количества ИПЦ (N), заданное как безразмерный скаляр.

Выберите Sensitivity Time Control, чтобы включить управление временем чувствительности в проекте. Если вы включите управление временем чувствительности, можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Cutoff RangeОтсечка области значений, за которой используется полное усиление приемника, заданная как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft. По умолчанию: 50 км.
ExponentЭкспонента, выбранная для поддержания обнаруживаемости цели для областей значений внутри области значений отсечения. Значение по умолчанию: 3.5.

Используйте Алгоритм Общей Истории Ворот, чтобы вычислить вероятности подтверждения трека. Можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Confirmation ThresholdПорог подтверждения, заданный как два положительных целочисленных скаляров, которые представляют M -of- N или M/ N логику подтверждения. По умолчанию: 2/3.
Update Rate или Update Time

Частота обновления или время обновления:

  • Задайте Update Rate, количество обновлений трека в секунду, в виде скаляра в Гц.

  • Задайте Update Time, временной интервал между двумя последовательными обновлениями дорожки в виде скаляра в секундах.

По умолчанию: 1 Гц или 1 с.

Используйте эти параметры для определения коэффициентов потерь.

ПараметрОписание
EclipsingЗатменные потери, заданные как None (по умолчанию), Range-Dependent Factor, или Statistical Loss.
Custom LossПользовательские потери, заданные как скаляр в dB или linear модулей. По умолчанию: 4 дБ.

Чтобы включить параметры Target, добавьте по крайней мере один радар к приложению.

ПараметрОписание
Radar Cross SectionРадарное сечение, заданное как скаляр в m2 или dBsm.
Swerling ModelМодель Swerling, заданная как Swerling 0/5, Swerling 1, Swerling 2, Swerling 3, или Swerling 4.
Height или Elevation Angle

Высота или угол возвышения, заданный как скаляр.

  • Задайте Height в m, km, nmi, ft, или kft.

  • Задайте Elevation Angle в deg, rad, или mrad.

Max AccelerationМаксимальное ускорение, заданное как скаляр в m2 или в единицах g.

Используйте вкладку Environment, чтобы включить эффекты из-за кривизны Земли, атмосферы, местности и осадков.

Задайте характеристики атмосферы и поверхности, чтобы использовать сезонные модели широты, настройки поверхности и поверхностного загромождения.

По умолчанию. Radar Designer параметр Free Space. Эта опция соответствует распространению в вакууме, и единственная переменная, которой вы можете управлять, это Precipitation. Для доступа к другим опциям снимите флажок.

Задайте Earth Model следующим Curved или Flat. Использование изогнутой модели Земли дает доступ к большему количеству моделей атмосферы и позволяет вам управлять Effective Earth Radius.

Укажите тип атмосферы, через которую распространяется радиолокационный сигнал, как No Atmosphere, Uniform, Standard, Low Latitude, Mid Latitude, или High Latitude.

Задайте No Atmosphere для использования постоянного индекса преломления 1. Эта модель не включает потери атмосферного газа или эффекта линзы.

Задайте Uniform для атмосферы с равномерной температурой, давлением и плотностью водяного пара. Эта модель может включать потери атмосферного газа, но не потери эффекта линзы. Можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Ambient TemperatureТемпература равномерной атмосферы, заданная в виде скаляра в C или K. По умолчанию: 15 ° C.
Dry Air PressureДавление сухого воздуха равномерной атмосферы, заданное как скаляр в hPa, Pa, или mbar. По умолчанию: 1013 hPa.
Water Vapor DensityПлотность водяного пара равномерной атмосферы, заданная в виде скаляра в г/м3 или г/см3. По умолчанию: 7,5 г/м3.
Include Atmospheric Gases LossВыберите для включения потерь пути из-за атмосферного газообразного поглощения.

Укажите Standard, чтобы использовать среднегодовую глобальную эталонную атмосферу (MAGRA) МСЭ, рекомендованную в P.835-6 ITU-R [1]. Эта опция применяется только, если Earth Model задан как Curved. Можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Water Vapor Density ProfileПрофиль плотности водяного пара, заданный как Automatic или Custom. Используйте этот параметр для использования настроек, рекомендуемых в ITU-R P.835-6 или для использования собственных настроек плотности водяного пара и высоты шкалы.
Surface Water Vapor Density

Плотность поверхностных паров воды в виде скаляра в г/м3 или г/см3.

Этот параметр применяется только, если Water Vapor Density Profile задан как Custom. Рекомендуемое значение - 7,5 г/м3.

Scale Height

Высота шкалы, заданная в виде скаляра в m, km, nmi, ft, или kft.

Этот параметр применяется только, если Water Vapor Density Profile задан как Custom. Рекомендуемое значение составляет 2 км для типичных атмосферных условий и 6 км для сухих атмосферных условий.

Include Atmospheric Gases LossВыберите для включения потерь пути из-за атмосферного газообразного поглощения.
Include Lens Effect LossВыберите, чтобы включить потерю эффекта линзы из-за изменения индекса преломления в атмосфере. Этот эффект значителен только при небольших углах выпаса.

Укажите Low Latitude использования модели атмосферы МСЭ для широт менее 22 °, рекомендованных в P.835-6 ITU-R [1]. Эта опция применяется только, если Earth Model задан как Curved. Можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Include Atmospheric Gases LossВыберите для включения потерь пути из-за атмосферного газообразного поглощения.
Include Lens Effect LossВыберите, чтобы включить потерю эффекта линзы из-за изменения индекса преломления в атмосфере. Этот эффект значителен только при небольших углах выпаса.

Укажите Mid Latitude использования модели атмосферы МСЭ для широт от 22 ° до 45 °, рекомендуемых в P.835-6 МСЭ-Р [1]. Эта опция применяется только, если Earth Model задан как Curved. Можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
SeasonСезон, заданный как Summer или Winter.
Include Atmospheric Gases LossВыберите для включения потерь пути из-за атмосферного газообразного поглощения.
Include Lens Effect LossВыберите, чтобы включить потерю эффекта линзы из-за изменения индекса преломления в атмосфере. Этот эффект значителен только при небольших углах выпаса.

Укажите High Latitude, чтобы использовать модель атмосферы ITU для широт, превышающих 45 °, рекомендуемых в P.835-6 ITU-R [1]. Эта опция применяется только, если Earth Model задан как Curved. Можно задать эти параметры.

ПараметрОписание
SeasonСезон, заданный как Summer или Winter.
Include Atmospheric Gases LossВыберите для включения потерь пути из-за атмосферного газообразного поглощения.
Include Lens Effect LossВыберите, чтобы включить потерю эффекта линзы из-за изменения индекса преломления в атмосфере. Этот эффект значителен только при небольших углах выпаса.

Задайте Effective Earth Radius как одно из следующего:

  • Automatic - Radar Designer вычисляет радиус автоматически на основе эталонной атмосферы.

    Atmosphere ModelЭффективный радиус Земли
    No Atmosphere6371 км
    Uniform6371 км
    Standard8719 км
    Low Latitude9540 км
    Mid Latitude8262 км
    High Latitude8308 км

  • Custom - Эта опция рекомендуется для высотных геометрий. Задайте эффективный радиус Земли как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft. Этот параметр часто устанавливается на 4/3 фактического радиуса Земли.

Укажите тип поверхности, на которой распространяется радиолокационный сигнал, как Featureless, Sea, Land, или Custom.

Если вы задаете Surface Type следующим Featurelessможно задать параметр Propagation Factor, который доступен только при установке Earth Model на Curved. Propagation Factor off по умолчанию.

Если вы задаете Surface Type следующим Seaможно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Sea State Number

Номер состояния моря, указанный как одно из следующего:

  • 0 - Glassy (По умолчанию) - Спокойная, стекловидная морская поверхность. Никаких волн.

  • 1 - Ripples - Спокойная, рябь морская поверхность. Высота волн от 0 до 0,1 м.

  • 2 - Smooth - Сглаживание поверхности моря. Высота волн от 0,1 м до 0,5 м.

  • 3 - Slight - Легкие волны. Высота волн от 0,5 м до 1,25 м.

  • 4 - Moderate - Умеренные волны. Высота волн от 1,25 м до 2,5 м.

  • 5 - Rough - Грубые волны. Высота волн от 2,5 м до 4 м.

  • 6 - Very Rough - Очень грубые волны. Высота волн от 4 м до 6 м.

  • 7 - High - Высокие волны. Высота волн от 6 м до 9 м.

  • 8 - Very High - Очень высокие волны. Высота волн от 9 м до 14 м.

Include Radar Propagation Factor

Коэффициент распространения радара - это отношение величины фактического магнитного поля в точке пространства к величине магнитного поля в той же точке свободного пространства.

Этот параметр доступен, только если вы задаете Earth Model Curved. Параметр off по умолчанию.

Permittivity Model

Модель диэлектрической проницаемости, заданная в качестве одного из следующих:

  • Blake's Model (По умолчанию) - модель Блейка применима в частотной области значений от 100 МГц до 10 ГГц.

  • Sea Water - модель проницаемости морской воды МСЭ. Использует температуру 20 ° C и соленость 35 г/кг.

  • Pure Water - модель проницаемости чистой воды МСЭ. Использует температуру 20 ° C.

  • Wet Ice - модель проницаемости мокрого льда МСЭ. Использует жидкую долю воды 0,5.

  • Dry Ice - модель проницаемости сухого льда МСЭ. Использует температуру -10 ° C

  • Custom - Задайте частотно-независимую пользовательскую проницаемость морской поверхности.

Этот параметр применяется только в том случае, если выбран Include Radar Propagation Factor.

Если вы задаете Surface Type следующим Seaможно задать эти параметры.

  
Land Type

Тип земли, указанный в качестве одного из следующих:

  • Smooth - Vegetation Type установлено на None.

  • Flatland (По умолчанию) - Vegetation Type установлено на Thin Grass.

  • Desert - Vegetation Type установлено на Thin Grass.

  • Farm - Vegetation Type установлено на Thin Grass.

  • Rolling Hills - Vegetation Type установлено на Dense Brush.

  • Wooded Hills - Vegetation Type установлено на Dense Trees.

  • Urban - Vegetation Type установлено на None.

  • Metropolitan - Vegetation Type установлено на None.

  • Mountains - Vegetation Type установлено на Dense Trees.

  • Rugged Mountains - Vegetation Type установлено на Dense Trees.

Include Radar Propagation Factor

Коэффициент распространения радара - это отношение величины фактического магнитного поля в точке пространства к величине магнитного поля в той же точке свободного пространства.

Этот параметр доступен, только если вы задаете Earth Model Curved. Параметр off по умолчанию.

Vegetation Type

Тип растительности, указанный в качестве одного из следующих:

  • None

  • Thin Grass

  • Dense Weeds

  • Dense Brush

  • Dense Trees

Этот параметр применяется только в том случае, если выбран Include Radar Propagation Factor.

Permittivity Model

Модель диэлектрической проницаемости, заданная в качестве одного из следующих:

  • Sandy Loam (По умолчанию) - использует температуру по умолчанию 20 ° C и содержимое воды 0,5. Задайте температуру как скаляр в C или K и содержимое воды в виде безразмерного скаляра.

  • Loam - использует температуру по умолчанию 20 ° C и содержимое воды 0,5. Задайте температуру как скаляр в C или K и содержимое воды в виде безразмерного скаляра.

  • Silty Loam - использует температуру по умолчанию 20 ° C и содержимое воды 0,5. Задайте температуру как скаляр в C или K и содержимое воды в виде безразмерного скаляра.

  • Silty Clay - Использует температуру 20 ° C и содержимое воды 0,5. Задайте температуру как скаляр в C или K и содержимое воды в виде безразмерного скаляра.

  • Custom Soil - Использует температуру по умолчанию 20 ° C и содержимое воды 0,5 и определяет эти дополнительные параметры:

    • Temperature - Задайте температуру как скаляр в C или K. По умолчанию: 20 ° C.

    • Sand Percentage - Задайте процент песка как безразмерный скаляр от 0 до 100. По умолчанию: 51.52.

    • Clay Percentage - Задайте процент глины как безразмерный скаляр от 0 до 100. По умолчанию: 13.42.

    • Specific Gravity - Задайте удельный вес как безразмерный скаляр. По умолчанию: 2.66.

    • Bulk Density Model - Задайте Automatic использовать значение, выбранное Radar Designer или Custom использовать своё собственное значение.

    • Bulk Density - Задайте объемную плотность как скаляр в г/м3 или г/см3. По умолчанию: 1.601 г/см3.

    Этот параметр применяется только, если Bulk Density Model задан как Custom.

  • Vegetation - использует температуру по умолчанию 20 ° C и содержимое воды 0,5. Задайте температуру как скаляр в C или K и содержимое воды в виде безразмерного скаляра.

  • Custom - Использует диэлектрическую проницаемость по умолчанию (28,5 - j 11,5) F/m. Определите диэлектрическую проницаемость как комплексный скаляр в F/m.

Этот параметр применяется только в том случае, если выбран Include Radar Propagation Factor.

Если вы задаете Surface Type следующим Customможно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Height Standard DeviationСтандартное отклонение высоты поверхности, заданное как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft.
Include Radar Propagation Factor

Коэффициент распространения радара - это отношение величины фактического магнитного поля в точке пространства к величине магнитного поля в той же точке свободного пространства.

Этот параметр доступен, только если вы задаете Earth Model Curved. Параметр off по умолчанию.

Slope

Уклон поверхности, заданный как скаляр в deg, rad, или mrad. По умолчанию: 3.151 °.

Этот параметр применяется только в том случае, если выбран Include Radar Propagation Factor.

PermittivityПоверхностная диэлектрическая проницаемость, заданная в виде комплексного скаляра в F/m. По умолчанию: (28,5 - j 11,5) F/m.

Свойства Custom Surface Type не имеют зависимости от частоты.

Можно задать эти свойства загромождения.

ПараметрОписание
Gamma

Поверхностный параметр гамма (γ), заданный как скаляр в dB или linear модулей.

Значение γ для системы, работающей на частотной f,

γ = <reservedrangesplaceholder2> 0 + 5 log10 (f / <reservedrangesplaceholder0> 0),

где γ 0 - значение γ в f 0 = 10 ГГц и определяется измерением.

Этот параметр применяется только, если Surface Type задан как Custom.

Clutter Velocity Specification

Скорость загромождения, заданная как одно из следующего:

  • Automatic - Radar Designer выбирает значения для других параметров в этой таблице.

  • Custom - Можно задать другие параметры в этой таблице.

Этот параметр применяется только, если Surface Type задан как Sea.

Polarization Dependence

Поляризационная зависимость, заданная как Dependent или Independent.

Этот параметр применяется только, если Surface Type задан как Sea и Clutter Velocity Specification задается как Custom, или если Surface Type задано как Custom.

Clutter Velocity

Скорость загромождения, заданная как скаляр в m/s, km/hr, mi/hr, или kts.

Этот параметр применяется только, если Polarization Dependence задан как Independent.

H-pol Clutter Velocity

Скорость загромождения для горизонтальной поляризации, заданная в виде скаляра в m/s, km/hr, mi/hr, или kts.

Этот параметр применяется только, если Polarization Dependence задан как Dependent.

V-pol Clutter Velocity

Скорость загромождения для вертикальной поляризации, заданная в виде скаляра в m/s, km/hr, mi/hr, или kts.

Этот параметр применяется только, если Polarization Dependence задан как Dependent.

Clutter Velocity Standard DeviationСтандартное отклонение скорости загромождения (разброс скорости загромождения), заданное как скаляр в m/s, km/hr, mi/hr, или kts.

Задайте Precipitation Type во время распространения радиолокационного сигнала следующим None, Rain, Snow, Fog, или Clouds использовать модели дождя, снега, тумана и облака с настройками области значений.

Если вы задаете Precipitation Type следующим Rainможно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Model

Модель дождя, заданная как одно из следующего:

  • ITU - Вычислите потери пути из-за дождя с помощью модели из P.530-17 ITU-R.

  • Crane - Вычислите потери пути из-за дождя с помощью модели дождя Крана.

Precipitation Start RangeНачальная область значений закрашенной фигуры для осаждения, заданный как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft.
Precipitation Range ExtentОбласть значений закрашенной фигуры осадков, заданная как положительная скалярная величина в m, km, nmi, ft, или kft.
Rain RateДолгосрочная статистическая скорость дождя, заданная в виде скаляра в мм/ч.
Statistical PercentageСтатистический процент, заданный как безразмерный скаляр не меньше 0,001 и не больше 1. Этот параметр возвращает ослабление для заданного процента времени и применяется только, если Model задано как ITU.

Если вы задаете Precipitation Type следующим Snowможно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Precipitation Start RangeНачальная область значений закрашенной фигуры для осаждения, заданный как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft.
Precipitation Range ExtentОбласть значений закрашенной фигуры осадков, заданная как положительная скалярная величина в m, km, nmi, ft, или kft.
Snow Rate

Скорость снега, заданная как:

  • Light - Небольшой снег с эквивалентным содержимым жидкой воды 0,5 мм/ч

  • Moderate - Умеренный снег с эквивалентным содержимым жидкой воды 2 мм/ч

  • Heavy - Сильный снег с эквивалентным содержимым жидкой воды 3 мм/ч

  • Custom - Собственное эквивалентное содержимое жидкой воды

Liquid Water ContentСодержимое жидкой воды в виде скаляра в мм/ч. Этот параметр применяется только, если Snow Rate задан как Custom. Умеренная скорость снега от 1 мм/ч до 2,5 мм/ч.

Radar Designer использует модель Gunn-East [3], чтобы вычислить потери снега.

Если вы задаете Precipitation Type следующим Fogможно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Precipitation Start RangeНачальная область значений закрашенной фигуры для осаждения, заданный как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft.
Precipitation Range ExtentОбласть значений закрашенной фигуры осадков, заданная как положительная скалярная величина в m, km, nmi, ft, или kft.
TemperatureТемпература окружающей среды тумана, заданная в виде скаляра в C или K.
Fog Density

Плотность противотуманной воды, указанная одна из следующих:

  • Moderate - Умеренный туман с плотностью жидкости 0,5 г/м3, соответствующий видимости около 300 м

  • Heavy - Сильный туман с плотностью жидкой воды 0,05 г/м3, соответствующий видимости около 50 м

  • Custom - Ваша собственная плотность жидкой воды

Liquid Water DensityПлотность жидкой воды, заданная в виде скаляра в г/м3 или г/см3. Этот параметр применяется только, если Fog Density задан как Custom.

Radar Designer использует модель тумана/облака ITU из P.840-6 ITU-R. Модель не рекомендуется для распространения наклонного пути.

Если вы задаете Precipitation Type следующим Cloudsможно задать эти параметры.

ПараметрОписание
Precipitation Start RangeНачальная область значений закрашенной фигуры для осаждения, заданный как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft.
Precipitation Range ExtentОбласть значений закрашенной фигуры осадков, заданная как положительная скалярная величина в m, km, nmi, ft, или kft.
Cloud Type

Тип облаков, указанный как одно из следующего:

  • Cumulus (по умолчанию) - Плотность жидкой воды 1 г/м3 на высоте 3000 футов, со средними высотами в области значений от 1000 футов до 5000 футов

  • Stratus - Плотность жидкой воды 0,29 г/м3 на высоте 1000 футов, со средними высотами в области значений от 0 до 2000 футов

  • Stratocumulus - Плотность жидкой воды 0,15 г/м3 на высоте 2500 футов, со средними высотами в области значений от 1000 футов до 4000 футов

  • Altostratus - Плотность жидкой воды 0,41 г/м3 на высоте 15 000 футов со средними высотами в области значений от 10 000 футов до 20 000 футов

  • Nimbostratus - Плотность жидкой воды 0,65 г/м3 на высоте 5000 футов со средними высотами в области значений от 0 до 10000 футов

  • Cirrus - Плотность жидкой воды 0,06405 г/м3 на высоте 30 000 футов со средними высотами в области значений от 20 000 футов до 40 000 футов

  • Custom - Плотность жидкой воды 1 г/м3 и температурой 9 ° C

Liquid Water DensityПлотность жидкой воды, заданная в виде скаляра в г/м3 или г/см3. Этот параметр применяется только, если Fog Density задан как Custom.

Radar Designer использует модель тумана/облака ITU из P.840-6 ITU-R. Модель не рекомендуется для распространения наклонного пути.

Метрики эффективности

Задайте количество, для которого необходимо решить основное уравнение радиолокации, и количество, для сохранения фиксированного при решении.

  • Probability of Detection - ВычисляетMax Range Constraint icon вероятность обнаружения (P d) и других метрик с ограничением максимальной области значений. Задайте максимальную область значений в виде скаляра в m, km, nmi, ft, или kft.

  • Maximum Range - ВычислитеProbability of Detection Constraint icon максимальную область значений и другие метрики с ограничением вероятности обнаружения (P d). Задайте вероятность обнаружения как скаляр в десятичных модулях.

Выбранное ограничение появится в верхней части таблицы на вкладке Metrics and Requirements.

Используйте вкладку Metrics and Requirements, чтобы настроить и изменить метрики, необходимые для сравнительного анализа, чтобы получить желаемую эффективность и удовлетворить требования к проектированию радара. Вкладка использует ту же расцветку, что и График Stoplight, и показывает метрики в таблице.

МетрикаОписание
Probability of Detection

Вероятность обнаружения, заданная как безразмерный скаляр. Это первая запись в таблице, если вы задаете Metric как Probability of Detection.

Учитывая максимальную область значений R заданную в Metric, вероятность обнаружения является таким значением P d, что

SNRav (R max) = Dx (P d, P fa, N, SW),

где SNRav - отношение доступного сигнала к шуму, Dx является эффективным Фактором Обнаруживаемости, P fa - выбранная вероятность ложного предупреждения, N - количество принятых импульсов, а SW - модель сигнала Swerling.

Max Range

Максимальная область значений, заданный в виде скаляра в m, km, nmi, ft, или kft. Это первая запись в таблице, если вы задаете Metric как Maximum Range.

Учитывая желаемую вероятность обнаружения P d, заданную в Metric, радиолокационная максимальная область значений является таким R что

SNRav (R max) = Dx (P d, P fa, N, SW),

где SNRav - отношение доступного сигнала к шуму, Dx является эффективным Фактором Обнаруживаемости, P fa - выбранная вероятность ложного предупреждения, N - количество принятых импульсов, а SW - модель сигнала Swerling.

Min Detectable Signal

Минимальный обнаруживаемый сигнал, заданный как скаляр в W, kW, MW, dBw, или dBm.

Минимальный обнаруживаемый сигнал вычисляется с помощью

MDS = k T s B Dx,

где k - константа Больцмана, T s - температура шума системы, B - полоса пропускания, а Dx - коэффициент обнаруживаемости.

Min Range

Минимальная область значений, заданный в виде скаляра в m, km, nmi, ft, или kft.

Минимальная область значений вычисляется с помощью

R min = c τ/2,

где c - скорость света, а τ - длительность импульса.

Unambiguous Range

Однозначная область значений, заданный как скаляр в m, km, nmi, ft, или kft.

Однозначная область значений вычисляется с помощью

R ua = c × PRI/2 = c/( 2 × PRF),

где c - скорость света, PRI - интервал повторения импульса, а PRF - частота повторения импульса.

Range Resolution

Разрешение в области значений, заданное в виде скаляра в m или ft.

Разрешение области значений вычисляется с помощью

<reservedrangesplaceholder3> <reservedrangesplaceholder2> = c / (2 × <reservedrangesplaceholder0>),

где c - скорость света, а B - ширина полосы пропускания импульса.

First Blind Speed

Первая слепая скорость, заданная как скаляр в м/с.

Максимальная однозначная радиальная скорость (однозначный Доплер) вычисляется с помощью

V rmax = λ × PRF/4,

где λ - длина волны радара, а PRF - частота повторения импульса.

Range Rate Resolution

Разрешение скорости области значений, заданное как скаляр в м/с.

Разрешение скорости области значений вычисляется с помощью

δ V r = λ × PRF/( 2 N),

где λ - длина волны радара, PRF - частота повторения импульса, и N - количество принятых импульсов.

Range Accuracy

Точность области значений, заданная в виде скаляра в m или ft.

Точность области значений для линейного импульса с частотной модуляцией (LFM) вычисляется с помощью

er=3c28π2×ОСШ×B2+br2,

где c - скорость света, ОСШ - доступное отношение сигнал/шум, B - полоса ширины полосы пропускания импульса и b r2 - смещение области значений.

Azimuth Accuracy

Точность азимута, заданная как скаляр в deg, rad, или mrad.

Точность азимута для однородного линейного массива M-element (ULA) вычисляется с помощью

eθ=6θe24π2×ОСШ×Mk2+bθ2,

где θ e - азимутальная лучевая ширина, ОСШ - доступное отношение сигнал/шум, k - коэффициент луча (k = 0,89 для ULA), и b θ - смещение азимута.

Elevation Accuracy

Точность повышения, заданная в виде скаляра в deg, rad, или mrad.

Точность по высоте для однородного линейного массива M-element (ULA) вычисляется с помощью

eθ=6θe24π2×ОСШ×Mk2+bθ2,

где θ e - повышение ширина луча, ОСШ - доступное отношение сигнал/шум, k - коэффициент луча (k = 0,89 для ULA), и b θ является повышением смещением.

Range Rate Accuracy

Точность скорости области значений, заданная как скаляр в м/с.

Точность скорости области значений для импульсов N, когерентно обработанных в течение когерентного интервала обработки, вычисляется с помощью

err=6×PRF2×λ24π2×ОСШ×4N3+bRR2,

где PRF - частота повторения импульса, λ - длина волны радара, ОСШ - доступное отношение сигнал/шум, B - полоса ширины полосы пропускания импульса, и b rr - смещение скорости области значений.

Probability of True Track

Вероятность истинной дорожки, заданная как безразмерный скаляр.

Вероятность истинной дорожки вычисляется с помощью общего алгоритма истории ворот. Для получения дополнительной информации см. toccgh.

Probability of False Track

Вероятность ложного дорожки, заданная как безразмерный скаляр.

Вероятность ложной дорожки вычисляется с помощью общего алгоритма истории ворот. Для получения дополнительной информации см. toccgh.

Effective Isotropic Radiated Power

Эффективная изотропная излучаемая степень, заданная как скаляр в W, kW, MW, dBw, или dBm.

Эффективная излученная степень вычисляется с помощью

ERP = P t G tx,

где P t - пиковая передаваемая степень, а G tx - коэффициент усиления антенны передатчика.

Power-Aperture Product

Продукт с апертурой мощности, заданное как скаляр в Вт· м2, кВт· м2, или МВт· м2.

Визуализация

Для каждого сеанса проекта радара Radar Designer отображает отношение доступного сигнала к шуму (ОСШ) на входе приемника как функцию целевой области значений. График показывает требования к максимальной области значений и график стоплайта на основе значений фактора обнаруживаемости (необходимого ОСШ).

Этот график показывает график отношения сигнал/шум для одного радара воздушного базирования с настройками по умолчанию. Для получения дополнительной информации см. раздел « Строения Radar Designer».

SNR versus range plot

Для каждого сеанса проекта радара Radar Designer отображает вкладку Scenario Geometry, которая показывает эту информацию:

  • Окружение (изогнутая Земля, плоская Земля, свободное пространство)

  • Высота радиолокационной антенны

  • Высота и положение цели в различных областях значений (постоянное повышение или постоянная высота)

  • Радиолокационная антенна шаблона, демонстрирующая приложенный угол наклона

Этот график показывает график геометрии сценария для одного метеорологического радара с настройками по умолчанию на изогнутой Земле. Для получения дополнительной информации см. раздел « Строения Radar Designer».

Scenario geometry plot

Задайте графики, которые будут использоваться для визуализации и анализа вашего проекта радара.

  • CNR vs Range - ПредставлениеCNR versus Range icon отношения загромождения к шуму в зависимости от области значений для всех проектов

    Чтобы визуализировать отношение загромождения к шуму (CNR) как функцию области значений для ваших проектов радара, нажмите CNR vs Range на панели инструментов.

    Radar Designer отображает значение CNR в дБ и показывает область значений горизонтов.

    Этот график показывает график отношения загромождения к шуму для одного радара воздушного базирования с настройками по умолчанию. Для получения дополнительной информации см. раздел « Строения Radar Designer».

    CNR versus range plot

  • Detectability Factor - Смотрите усиленияDetectability Factor icon и потери выбранного на данный момент радара

    Чтобы визуализировать усиления и потери для проектов радара, нажмите Detectability Factor на панели инструментов.

    Radar Designer моделирует несколько компонентов цепи обработки радиолокационных сигналов, которые влияют на полученный Коэффициент Обнаруживаемости. Приложение отображает график водопада, которая показывает индивидуальные потери и усиления, которые способствуют увеличению необходимой энергии сигнала.

    • Потери, представленные красным цветом, увеличивают необходимый порог ОСШ.

    • Усиления, представленные зеленым цветом, уменьшают необходимый порог ОСШ.

    Сканируйте график слева направо, чтобы увидеть, как изменяется коэффициент обнаруживаемости при добавлении этих компонентов:

    • Устойчивая целевая одноимпульсная обнаруживаемость

    • Интеграционный коэффициент усиления

    • Потери колебаний

    • Двоичная потеря интегрирования

    • Потери CFAR

    • Потеря затменности

    • Потери MTI

    • Потеря формы балки

    • Потери сектора скана

    Этот график показывает график фактора обнаруживаемости для одного радара аэропорта с настройками по умолчанию. Для получения дополнительной информации см. раздел « Строения Radar Designer».

    Detectability factor plot

  • Environmental Losses - ПросмотрEnvironmental Losses icon экологических потерь для выбранного на данный момент радара

    Чтобы визуализировать зависящие от области значений компоненты потерь для проектов радара в их рабочих окружениях, нажмите Environmental Losses на панели инструментов.

    Radar Designer отображает четыре зависящих от области значений компонента потерь, которые соответствуют различным атмосферным эффектам и эффектам распространения:

    • Потери осадков

    • Потери атмосферного газа

    • Потеря линз-эффекта

    • Коэффициент распространения радара

    Этот график показывает график потерь окружающей среды для одного радара аэропорта с настройками по умолчанию с использованием высокоширотной модели атмосферы. Для получения дополнительной информации см. раздел « Строения Radar Designer».

    Environmental losses plot

  • Pd vs Range - Показать вероятностьProbability of Detection versus Range icon обнаружения (P d) от области значений для всех проектов

    Чтобы визуализировать вероятность обнаружения как функцию области значений для ваших проектов радара, нажмите Pd vs Range на панели инструментов.

    Radar Designer отображает вероятность обнаружения на выходе приемника (действующий P d) как функцию целевой области значений. Рисунок показывает требования к максимальной области значений и график стоплайта на основе требуемых значений P d.

    Этот график показывает вероятность обнаружения от графика области значений для одного радара слежения с настройками по умолчанию. Для получения дополнительной информации см. раздел « Строения Radar Designer».

    Probability of detection versus range plot

  • Range/Doppler Coverage - Исследуйте область значенийRange/Doppler Coverage icon/Допплеровское пространство для выбранного на данный момент радара

    Чтобы визуализировать область значений покрытия областей/Доплера без неоднозначности для ваших проектов радара, нажмите Range/Doppler Coverage на панели инструментов.

    Radar Designer отображает логарифмический график первой слепой скорости как функции однозначной области значений (нижняя ось X) и PRF (верхняя ось X). Каждая сплошная линия на графике представляет радиолокационный проект. Проекты с различными несущими частотами появляются как параллельные линии.

    Этот график показывает график покрытия области значений/Доплера для одного автомобильного радара с настройками по умолчанию. Для получения дополнительной информации см. раздел « Строения Radar Designer».

    Range/Doppler coverage plot

Программное использование

расширить все

radarDesigner открывает приложение Radar Designer для разработки радаров, целей и окружения.

radarDesigner(sessionFileName) открывает приложение Radar Designer и загружает указанный файл радара, который был ранее сохранен из приложения.

Подробнее о

расширить все

Совет

  • Используйте Ctrl+Z, чтобы отменить изменение. Используйте Ctrl+Y для повторного изменения типа «undone».

Ссылки

[1] Рекомендация ITU-R P.835-6 (12/2017). «Эталонные стандартные атмосферы». Женева: Международное объединение электросвязи, 2017, https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.835-6-201712-I!!PDF-E.pdf.

[2] Barton, David K. Radar Equations for Modern Radar. Norwood, MA: Artech House, 2013.

[3] Ганн, К. Л. С., и Т. У. Р. Ист. «Микроволновые Свойства частиц осадков». Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества 80, № 346 (октябрь 1954): 522-45. https://doi.org/10.1002/qj.49708034603.

[4] O'Donnell, R. M «Радиолокационные Системы Engineering». IEEE AES Society, IEEE New Hampshire Section, Радиолокационные Системы Course, январь 2010.

[5] Ward, J. «Space-Time Adaptive Processing for Airborne Radar». TR-1015, MIT Lincoln Laboratory, декабрь 1994 года. https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a293032.pdf

[6] Чарльз С. Вассон, Системный инженерный анализ, проект и разработка: Концепции, принципы и практики. John Wiley & Sons, 2015.

См. также

Приложения

Функции

Введенный в R2021a

Документация по Radar Toolbox

Поддержка