Устранение загромождения и помех с помощью STAP
Этот пример показывает, как использовать Simulink ® для подавления помех загромождения и помех от полученных импульсов моностатического радара. Он иллюстрирует, как смоделировать помехи загромождения и глушителя, а также как использовать адаптивный блок подавителя импульсов смещенной фазовой центральной решётки (ADPCA), чтобы подавить помехи. ADPCA Canceller является одним из нескольких пространственно-временных блоков адаптивной обработки (STAP), представленных в Phased Array System Toolbox™. Для получения дополнительной информации о моделировании сквозного моностатического радара в Simulink ®, пожалуйста, обратитесь к Simulation Test Signals для радиолокационного приемника в примере Simulink. Введение в STAP см. в примере «Введение в пространственно-временную адаптивную обработку».
Структура модели
Этот пример моделирует моностатический радар с движущейся целью и стационарным глушителем заграждения. Джаммер передает мешающие сигналы через свободное пространство на радар. 6-элементная однородная линейная антенная решетка (ULA) с задними заслоненными элементами затем получает отраженный импульс от цели, а также помехи глушителя. Выход симулятора загромождения также добавляется к полученному сигналу перед обработкой. После добавления шума сигнал буферизуется в кубе данных. В этом примере кубик обрабатывается ADPCA Canceller в оценочной области значений целевого значения, угла азимута и доплеровского сдвига. На практике ADPCA Canceller будет сканировать несколько области значений, азимутальных углов и доплеровских сдвигов, поскольку скорость и положение цели неизвестны.
Нескольким блокам в этом примере необходимо совместно использовать одно и то же строение массива. Это делается путем назначения объекта строения массива датчиков переменного MATLAB и совместного использования этой переменной в Sensor Array вкладка диалогового окна блока, как будет показано ниже.
В дополнение к блокам, перечисленным в Симуляции Тестовых Сигналов для Радарного Приемника в примере Simulink, существуют:
FreeSpace- Выполняет двухстороннее распространение сигнала, когда двухстороннее распространение выбрано на диалоговой панели блока. Этот режим позволяет использовать один блок вместо двух, чтобы смоделировать переданные и отраженные пути распространения сигнала.Jammer- Генерирует сигнал заедания заграждения. Эта подсистема также включает в себяPlatformдля моделирования скорости и положения глушителя, которые необходимыFreespaceблоки. Положение также необходимо, чтобы вычислить угол между мишенью и помехой.Selector- Выбирает угол цели изRange Angleблок. Этот угол используетсяNarrowband Tx Arrayблок.Constant Gamma Clutter- Генерирует загромождение с гамма- значением -15 дБ. Такое значение гаммы может использоваться для моделирования местности, покрытой лесом.Radar Platform- Обновляет положение и скорость радара.
STAP
Buffer- Буферизует 10 импульсов принимаемого сигнала.Matrix to Cube- Преобразовывает буферизованный сигнал в кубик данных MxQxN. M - количество интервалов области значений в быстром времени (количество выборок в одном импульсе), Q - количество антенных элементов, N - количество буферизованных импульсов. В этом примере кубик имеет 200X6X10 размерности.Value to Index- Вычисляет индекс оценочного интервала области значений целевого интервала из значения области значений.ADPCA Canceller- Выполните адаптивное отключение импульса фазы центра массива (ADPCA) вдоль заданной области интервала. Строение антенной решетки радара разделяется с помощью переменной вSensor Arrayвкладка диалогового окна блока. Выходным выходом является принятый импульс с подавленными помехами загромождения и глушителя. Также производятся адаптивные веса фильтра, что позволяет использовать их необязательно.
Angle Doppler Slicer- Срезает кубик данных вдоль размерности, заданной параметром диалогового окна. Этот пример исследует углово-допплеровский срез куба в оценённой области значений.
Visualization- Эти подсистемы отображают помехи загромождения в временной интервал, угол допплеровский ответ полученных данных, выхода Canceller ADPCA, а также веса.
Исследование примера
Несколько диалоговых параметров модели вычисляются вспомогательной функцией helperslexSTAPParam. Чтобы открыть функцию из модели, нажмите Modify Simulation Parameters блок. Эта функция выполняется один раз, когда модель загружена. Он экспортирует в рабочую область структуру, на поля которой ссылаются диалоговые окна. Чтобы изменить любые параметры, либо измените значения в структуре в командной строке, либо отредактируйте функцию helper и перезапустите ее, чтобы обновить структуру параметра.
Результаты и отображения
Отображения на различных этапах симуляции показаны ниже. Первый рисунок ниже показывает, как в сигнале, принятом в антенной решетке, преобладает возврат загромождения. Поскольку радар расположен на 1000 метров над поверхностью, загромождение возвращается с земли на 1000 метров.
Рисунок ниже показывает ответ угла-Допплера возврата для оценённой области значений интервала. Он представляет загромождение как функцию угла и Допплера. Возврат загромождения выглядит как диагональная линия в угловом доплеровском пространстве. Такая линия часто упоминается как хребет загромождения. Принятый сигнал глушителя представляет собой белый шум, распространенный по всему Допплеровскому спектру приблизительно на 60 степени.
Как видно на следующем рисунке, веса ADPCA Canceller производят глубокий нуль вдоль хребта загромождения, а также в направлении глушителя.
На рисунке ниже показан возврат на выходе ADPCA Canceller, четко показывающая область значений целевых значений на уровне 1750 метров. Заградительный глушитель и загромождение были отфильтрованы.
