Основное уравнение радиолокации

Уравнение радиолокационной области значений точки оценивает степень на входе в приемник для цели заданного радиолокационного сечения в заданной области значений. В этом уравнении модель сигнала принята детерминированной. Уравнение для степени на входе в приемник:

$P_{r} = \frac{P_{t} G_{t} G_{r} λ^{2} σ}{{(4 π)}^{3} R_{t}^{2} R_{r}^{2} L}$

где члены в уравнении:

_Pr - Мощность приемника в ваттах.
_Pt - Пиковая степень передачи в ваттах.
_Gt - Коэффициент усиления передатчика.
_Gr - Усиление приемника.
λ - Радиолокационная длина волны рабочей частоты в метрах.
σ - неколеблющееся сечение радара цели в квадратных метрах.
L - общий коэффициент потерь для расчета потерь 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.

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

$P (f) = k T$

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:

$N = \frac{k T F_{n}}{τ}$

где _Fn - рисунок приемника.

Продукт эффективной температуры шума и коэффициент шума получателя упоминается как температура системы и обозначается как _Ts, так что _Ts = _TFn.

Используя уравнение для принятой степени сигнала и выхода степени шума, выходной ОСШ приемника:

$\frac{P_{r}}{N} = \frac{P_{t} τ G_{t} G_{r} λ^{2} σ}{{(4 π)}^{3} k T_{s} R_{t}^{2} R_{r}^{2} L}$

Решение для необходимой пиковой степени передачи:

$P_{t} = \frac{P_{r} {(4 π)}^{3} k T_{s} R_{t}^{2} R_{r}^{2} L}{N τ G_{t} G_{r} λ^{2} σ}$

Постройте график вертикального покрытия Шаблона используя параметры по умолчанию

Открыть Live Script

Установите частоту 100 МГц, высоту антенны 10 м и область значений свободного пространства 200 км. Шаблон антенны, шероховатость поверхности, угол наклона антенны и поляризация поля принимают значения по умолчанию, заданные в AntennaPattern, SurfaceRoughness, TiltAngle, и Polarization свойства.

Получите массив значений вертикального шаблона покрытия и углов.

freq = 100e6;
ant_height = 10;
rng_fs = 200;
[vcp,vcpangles] = radarvcd(freq,rng_fs,ant_height);

Чтобы увидеть вертикальный шаблон покрытия, опускайте выходные аргументы.

freq = 100e6;
ant_height = 10;
rng_fs = 200;
radarvcd(freq,rng_fs,ant_height);

Figure contains an axes. The axes with title Blake Chart contains 45 objects of type patch, line, text.

Вычислите пиковую степень с помощью приложения Radar Equation Calculator

Открыть Live Script

The radarEquationCalculator Приложение позволяет вам определить ключевые характеристики радара, такие как области значений обнаружения, необходимая пиковая степень передачи и ОСШ. Приложение работает для моностатических и бистатических радаров.

Откройте приложение radarEquationCalculator

Когда вы вводите radarEquationCalculator в командной строке или выберите приложение из App Toolstrip, откроется интерактивное окно. Окно по умолчанию показывает вычисление целевой области значений из ОСШ, степени и других параметров. Затем можно выбрать различные опции, чтобы вычислить различные радиолокационные параметры.

radarEquationCalculator

Figure Radar Equation Calculator contains objects of type uimenu, uipanel.

Вычисление необходимой пиковой степени передачи моностатического радара

В качестве примера используйте приложение, чтобы вычислить необходимую пиковую степень передачи для моностатического радара, чтобы обнаружить большую цель на 100 км. Радар работает на 10 ГГц с усилением антенны 40 дБ. Установите вероятность обнаружения равной 0,9, а вероятность ложного предупреждения равной 0,0001.

В раскрывающемся списке Тип расчета выберите Peak Transmit Power
Установите длину волны равной 3 cm
Задайте ширину импульса следующим 2 микросекунды
Предположим, что системные потери составляют 5 дБ
Если целью является большой самолет, задайте значение радарного сечения цели равное 100 м2
Выберите Строение следующим Monostatic
Установите коэффициент усиления равным 40 dB
Откройте поле ОСШ
Задайте вероятность обнаружений следующим 0.9
Задайте вероятность ложного предупреждения следующим 0.0001

Закройте окно приложения. Как правило, вы закрываете приложение с помощью кнопки закрытия.

hg = findall(0,'Name','Radar Equation Calculator');
close(hg)

По этому ранее подготовленному снимку экрана можно увидеть, что необходимая пиковая степень передачи составляет 2,095 Вт.

im = imread('radarEquationExample_03.png');
figure('Position',[344 206 849 644])
image(im)
axis off
set(gca,'Position',[0.083 0.083 0.834 0.888])

Figure contains an axes. The axes contains an object of type image.

Документация