Создайте целевую платформу и задайте ее движение

Примите, что цель расположена в [0,10000,20000] относительно радара в системе локальной координаты радара. Примите, что цель проходит ось Y к радару на уровне 800 км/ч.

x0 = [0,10000,20000].';
v0 = -800;
v0 = v0*1000/3600;
targetplatform = phased.Platform(x0,[0,v0,0].');

Настройте массив ULA

Моноимпульсное средство отслеживания использует массив ULA, который состоит из 8 изотропных антенных элементов. Интервал элемента установлен в половину длины волны сигнала.

fc = 500e6;
c = physconst('LightSpeed');
lam = c/fc;
antenna = phased.IsotropicAntennaElement('FrequencyRange',[100e6,800e6],...
    'BackBaffled',true);
array = phased.ULA('Element',antenna,'NumElements',8,...
    'ElementSpacing',lam/2);

Примите узкополосный сигнал. Этот вид сигнала может быть симулирован с помощью phased.SteeringVector Системный объект.

steervec = phased.SteeringVector('SensorArray',array);

Контур отслеживания

Инициализируйте контур отслеживания. Создайте phased.SumDifferenceMonopulseTracker Системный объект.

tracker = phased.SumDifferenceMonopulseTracker('SensorArray',array,...
    'PropagationSpeed',c,...
    'OperatingFrequency',fc);

На каждом временном шаге вычислите поперечный угол цели относительно массива. Установите время шага на 0,5 секунды.

T  = 0.5;
nsteps = 40;
t = (1:nsteps)*T;

Векторы данных Setup для того, чтобы сохранить и отобразить результаты

rng = zeros(1,nsteps);
broadang_actual = zeros(1,nsteps);
broadang_est = zeros(1,nsteps);
angerr = zeros(1,nsteps);

Продвиньтесь через контур отслеживания. Сначала обеспечьте оценку начального поперечного угла. В этой симуляции известен фактический поперечный угол, но добавьте ошибку пяти градусов.

[tgtrng,tgtang_actual] = rangeangle(x0,[0,0,0].');
broadang0 = az2broadside(tgtang_actual(1),tgtang_actual(2));
broadang_prev = broadang0 + 5.0; % add some sort of error

for n = 1:nsteps
    x = targetplatform(T);
    [rng(n),tgtang_actual] = rangeangle(x,[0,0,0].');
    broadang_actual(n) = az2broadside(tgtang_actual(1),tgtang_actual(2));
    signl = steervec(fc,broadang_actual(n)).';
    broadang_est(n) = tracker(signl,broadang_prev);
    broadang_prev = broadang_est(n);
    angerr(n) = broadang_est(n) - broadang_actual(n);
end

Результаты

Постройте область значений в зависимости от времени, показав точку самого близкого подхода.

plot(t,rng/1000,'-o')
xlabel('time (sec)')
ylabel('Range (km)')

Постройте предполагаемый поперечный угол в зависимости от времени.

plot(t,broadang_actual,'-o')
xlabel('time (sec)')
ylabel('Broadside angle (deg)')

Моноимпульсное средство отслеживания не может решить для направляющего угла, если угловое разделение между выборками является слишком большим. Максимальное допустимое угловое разделение является приблизительно половиной ширины луча от пустого указателя к пустому указателю массива. Для с 8 элементами, "половина длины волны распределенный" ULA, полуширина луча является приблизительно 14,3 градусами в развороте. В этой симуляции самое большое угловое различие между выборками

maxangdiff = max(abs(diff(broadang_est)));
disp(maxangdiff)

    0.2942

Угловое разделение между выборками меньше полуширины луча.

Постройте угловую погрешность. Вот в чем разница между предполагаемым углом и фактическим углом. График показывает очень небольшую ошибку порядка микростепеней.

plot(t,angerr,'-o')
xlabel('time (sec)')
ylabel('Angle error (deg)')