Радар с синтезированной апертурой Системной симуляции и формирования изображений

Этот пример демонстрирует, как смоделировать систему Радар с Синтезированной Апертурой (SAR) с помощью волны Stepped Frequency Moduled (SFM) и сгенерировать изображение РСА в Simulink ®. В этом примере платформа РСА определяется вместе с формой волны, которую она передает. Приемник моделируется, чтобы обработать согласованную фильтрацию и азимутальную обработку различных подимпульсов формы волны SFM. Аналогичный пример в MATLAB, использующий линейную частотно-модулированную (LFM) форму волны, можно найти в Stripmap Радара с синтезированной апертурой (РСА) Image Formation.

Введение

Модель показывает настройку РСА системы, чтобы симулировать возвраты IQ и выполнить формирование изображения из данных IQ. Самолет/воздушная платформа в этом примере использует форму волны SFM и ее соответствующую обработку. Форма волны SFM является альтернативным методом для получения большей полосы пропускания, и она имеет некоторые преимущества по сравнению с обычной формой волны LFM.

Когда SFM создает широкополосный щебет из пакета узкополосных щебетаний, он обеспечивает улучшенный шумовой рисунок и чувствительность приемника из-за узкой мгновенной полосы пропускания.

helperslexSARSystemSim('openModel');

Модель имеет различные разделы Tx, Channel, Target, Platform и Rx. Раздел Tx моделирует генерацию и передачу формы волны SFM. Раздел канала моделирует двухстороннее распространение сигнала к цели и от нее. Целевой участок моделирует три точечные цели, расположенные на 800 м, 1000 м и 1300 м каждая со средней RCS 1. Подсистема платформы моделирует угол тангажа. Раздел Rx моделирует прием, область значений и азимут обработки необработанных данных РСА.

Генерация сигналов

Подсистема Генерации сигналов включает в себя модуль генерации сигналов SFM. Переданный пакет SFM состоит из 4 подимпульсов с PRF 1000 Гц таким образом, что он удовлетворяет критериям максимальной однозначной области значений и максимальной доплеровской частоты. Коэффициенты для согласованной фильтрации данных IQ в приемнике также сгенерированы в этом модуле.

helperslexSARSystemSim('showWaveform');

Платформа

Подсистема платформы моделирует движение рейса, на котором установлен радар с синтезированной апертурой. Это триггируемая подсистема, которое имитирует остановку и перемещение, когда платформа перемещается из положения A в положение B, передающее и принимающее пакет импульсов в каждом положении. Следовательно, платформа остается в положении до тех пор, пока все вспомогательные импульсы в пакете не будут переданы и приняты. Подимпульсы здесь включают в себя 4 шага формы волны SFM, переданные и принятые в каждом положении вдоль угла тангажа. Платформа на высоте 500 м движется в перекрестную область значений направлении со скоростью 100 м/с.

helperslexSARSystemSim('showPlatform');

Обработка области значений

Это первый шаг в получении изображения РСА. Подсистема Области значений Processing изображает, как мы выполняем согласованную фильтрацию для пакета формы волны. Наиболее удобным методом для согласованной фильтрации пакета формы волны SFM является импульсная обработка. При импульсной обработке сначала каждый индивидуум подимпульс в пакете согласованного фильтра с использованием согласованных коэффициентов, сгенерированных из подсистемы генерации сигналов. Во-вторых, после согласованной фильтрации вспомогательных импульсов они интегрируются вместе, чтобы завершить согласованную фильтрацию всего пакета. Импульсные сжатые вспомогательные импульсы когерентно интегрируются, чтобы получить данные сжатия области значений.

helperslexSARSystemSim('showRangeProcessing');

Обработка азимута

Подсистема Azimuth Processing моделирует конечный шаг в получении изображения РСА. Эта подсистема реализует Алгоритм Миграции Области значений (RMA), чтобы фокусировать изображение РСА. Сжатые области значений данные буферизуют для получения данных из каждой области значений интервала перед выполнением обработки азимута, которая фокусирует изображение в направлении поперечного диапазона/азимута.

helperslexSARSystemSim('showAzimuthProcessing');

Исследование примера

Несколько диалоговых параметров модели вычисляются вспомогательной функцией helperslexSARSystemParam. Чтобы открыть функцию из модели, нажмите Modify Simulation Parameters блок. Эта функция выполняется после загрузки модели. 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 отображение

Результаты ниже показывают обработанные данные на разных этапах симуляции.

helperslexSARSystemSim('runModel');

На приведенном ниже изображении показаны данные после обработки области значений формы пакетного сигнала.

helperslexSARSystemSim('showRangeCompressed');

На приведенном ниже изображении показано изображение РСА после области значений и азимута.

helperslexSARSystemSim('showSARImage');

Сводные данные

Этот пример показывает, как использовать форму волны SFM для системы формирования изображений РСА, установленной на самолете, чтобы изображать цели на земле. Пример моделирует всю систему в Simulink ® и показывает, как использовать форму волны SFM и ее соответствующую обработку.

helperslexSARSystemSim('closeModel');