radareqsnr

Оценка ОСШ из основного уравнения радиолокации

Описание

пример

SNR = radareqsnr(lambda,tgtrng,Pt,tau) оценивает выход сигнала к шуму, SNR, в приемнике на основе длины волны lambda, а область значений tgtrng, пиковую степень передачи Pt, и ширину импульса tau.

пример

SNR = radareqsnr(lambda,tgtrng,Pt,tau,Name,Value) оценивает выходные SNR в получателе с дополнительными опциями, заданными одним или несколькими аргументами в виде пар «имя, значение».

Примеры

свернуть все

Оцените выходной ОСШ для цели с RCS 1 м ² в области значений 50 км. Система является моностатическим радаром, работающим на 1 ГГц с пиковой степенью передачи 1 МВт и шириной импульса 0,2 мкс. Передатчик и усиление приемника составляют 20 дБ. Температура системы составляет значение по умолчанию 290 К.

fc = 1.0e9;
lambda = physconst('LightSpeed')/fc;
tgtrng = 50e3;
Pt = 1e6;
tau = 0.2e-6;
snr = radareqsnr(lambda,tgtrng,Pt,tau)
snr = 5.5868

Оцените выходной ОСШ для цели с RCS 0,5 м ² на 100 км. Система является моностатическим радаром, работающим на 10 ГГц с пиковой степенью передачи 1 МВт и шириной импульса 1 мкс. Передатчик и усиление приемника составляют 40 дБ. Температура системы составляет 300 К, и коэффициент потерь составляет 3 дБ.

fc = 10.0;
T = 300.0;
lambda = physconst('LightSpeed')/10e9;
snr = radareqsnr(lambda,100e3,1e6,1e-6,'RCS',0.5, ...
    'Gain',40,'Ts',T,'Loss',3)
snr = 14.3778

Оцените выходной ОСШ для цели с RCS 1 м ². Радар является бистатическим. Цель расположена в 50 км от передатчика и в 75 км от приемника. Рабочая частота радара составляет 10,0 ГГц. Передатчик имеет пиковую степень передачи 1 МВт с усилением 40 дБ. Ширина импульса составляет 1 мкс. Коэффициент усиления приемника составляет 20 дБ.

fc = 10.0e9;
lambda = physconst('LightSpeed')/fc;
tau = 1e-6;
Pt = 1e6;
txrvRng =[50e3 75e3];
Gain = [40 20];
snr = radareqsnr(lambda,txrvRng,Pt,tau,'Gain',Gain)
snr = 9.0547

Входные параметры

свернуть все

Длина волны рабочей частоты радара, заданная как положительная скалярная величина. Длина волны является отношением скорости распространения волны к частоте. Модули измерения указаны в метрах. Для электромагнитных волн скорость распространения является скоростью света. Обозначая скорость света по c и частоту (в герцах) волны по f, уравнение для длины волны является:

λ=cf

Типы данных: double

Области значений целей для моностатического или бистатического радара.

  • Моностатический радар - передатчик и приемник расположены совместно. tgtrng - действительная положительная скалярная величина или длинно- J вещественный положительный вектор-столбец. J - количество целей.

  • Бистатический радар - передатчик и приемник разделены. tgtrng - вектор-строка 1 на 2 с вещественными положительными элементами или матрица J -by-2 с действительными положительными элементами. J - количество целей. Каждая строка tgtrng имеет форму [TxRng RxRng], где TxRng - расстояние от передатчика до цели и RxRng - область значений от приемника до цели.

Модули измерения указаны в метрах.

Типы данных: double

Пиковые степени передатчика, заданные как положительная скалярная величина. Модули указаны в ваттах.

Типы данных: double

Длительность одного импульса, заданная как положительная скалярная величина. Модули указаны в секундах.

Типы данных: double

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: 'RCS',5.0,'Ts',295

Радарное сечение, заданное как положительная скалярная величина или J вектор положительных значений. J - количество целей. Целевой RCS является неколеблющимся (случай Swerling 0). Модули указаны в квадратных метрах.

Типы данных: double

Температура шума системы, заданная как положительная скалярная величина. Температура шума системы является продуктом температуры системы и рисунка. Модули находятся в Кельвине.

Типы данных: double

Усиления приемника, заданные как скалярный или реальный вектор-строка 1 на 2. Когда передатчик и приемник расположены совместно (моностатический радар), Gain является действительным скаляром. Затем коэффициент усиления передачи и приема равны. Когда передатчик и приемник не расположены совместно (бистатический радар), Gain является вектором-строкой 1 на 2 с вещественными элементами. Если Gain - двухэлементный вектор-строку, имеющий вид [TxGain RxGain] представление коэффициентов усиления передающей антенны и приемной антенны.

Пример: [15,10]

Типы данных: double

Потери системы, заданные как скаляр. Модули указаны в дБ.

Пример: 1

Типы данных: double

Потери поглощения атмосферы для путей передачи и приема.

  • Когда поглощение является скалярным или J вектором-столбцом, потеря определяет атмосферные потери поглощения для одностороннего пути.

  • Когда поглощение является вектором-строкой 1 на 2 или вектором-столбцом J-2, первый столбец определяет атмосферные потери поглощения для пути передачи, а второй столбец содержит атмосферные потери поглощения для пути приема

Пример: [10,20]

Типы данных: double

Коэффициент распространения для путей передачи и приема.

  • Когда коэффициент распространения является скалярным или J вектором-столбцом, коэффициент распространения задается для одностороннего пути.

  • Когда коэффициент распространения является вектором-строкой 1 на 2 или вектором-столбцом J -2, первый столбец задает коэффициент распространения для пути передачи, а второй столбец содержит коэффициент распространения для пути приема

Модули указаны в дБ.

Пример: [10,20]

Типы данных: double

Пользовательские коэффициенты потерь, заданные как скалярный или J вектор-столбец вещественных значений. J - количество целей. Эти факторы способствуют снижению энергии принимаемого сигнала и могут включать зависящие от области значения коэффициенты STC, затмения и падения луча. Модули указаны в дБ.

Пример: [10,20]

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Минимальный выход сигнала к шуму в приемнике, возвращаемое как скаляр. Модули указаны в дБ.

Типы данных: double

Подробнее о

свернуть все

Уравнение радиолокационной области значений цели точки

Уравнение радиолокационной области значений точки оценивает степень на входе в приемник для цели заданного радиолокационного сечения в заданной области значений. Модель является детерминированной и принимает изотропные излучатели. Уравнение для степени на входе в приемник

Pr=PtGtGrλ2σ(4π)3Rt2Rr2L

где члены в уравнении:

  • Pt - Пиковая степень передачи в ваттах

  • Gt - Коэффициент усиления передающей антенны

  • Gr - Коэффициент усиления приемной антенны. Если радар моностатичен, усиления передающих и приемных антенн идентичны.

  • λ - Длина волны радара в метрах

  • σ - неколеблющееся сечение радара цели в квадратных метрах

  • L - общий коэффициент потерь в децибелах, учитывающий потери как системы, так и распространения.

  • Rt - Расстояние от передатчика до цели

  • Rr - Расстояние от приемника до цели. Если радар моностатический, области значений передатчика и приемника идентичны.

Условия, выраженные в децибелах, таких как коэффициенты потерь и усиления, вводят уравнение в виде 10x/10 где x обозначает переменную. Для примера коэффициент потерь по умолчанию 0 дБ результатов в сроке потерь 100/10=1.

Выходная шумовая степень приемника

Уравнение для степени на входе в приемник представляет член сигнала в отношении сигнал/шум. Чтобы смоделировать член шума, предположим, что тепловой шум в приемнике имеет спектральную плотность степени белого шума (PSD), заданную:

P(f)=kT

где k - константа Больцмана и T - эффективная шумовая температура. Приемник действует как фильтр, чтобы сформировать белый шум PSD. Предположим, что величина частотная характеристика приемника аппроксимирует прямоугольный фильтр с шириной полосы, равной возвратной длительности импульса, 1/τ. Общая степень на выходе приемника:

N=kTFnτ

где Fn - коэффициент шума приемника.

Продукт эффективной температуры шума и коэффициента шума приемника упоминается как температура системы. Это значение обозначается Ts, так что Ts = TFn .

Выходной ОСШ приемника

Определите выход ОСШ. Выходной ОСШ приемника:

PrN=PtτGtGrλ2σ(4π)3kTsRt2Rr2L

Вы можете вывести это выражение используя следующие уравнения:

Теоретический максимальный обнаруживаемая область значений

Вычислите максимальную обнаруживаемую область значений цели.

Для моностатических радаров область значений от цели до передатчика и приемника идентичен. Обозначая эту область значений по R, вы можете выразить это отношение как R4=Rt2Rr2.

Решение для R

R=(NPtτGtGrλ2σPr(4π)3kTsL)1/4

Для бистатических радаров теоретическая максимальная обнаруживаемая область значений является геометрическим средним значений областей значений от цели до передатчика и приемника:

RtRr=(NPtτGtGrλ2σPr(4π)3kTsL)1/4

Ссылки

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

[2] Скольник, М. Введение в радиолокационные системы. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1980.

[3] Уиллис, Н. Дж. Бистатический радар. Raleigh, NC: SciTech Publishing, 2005.

Расширенные возможности

.
Введенный в R2021a