Основное уравнение радиолокации

Теория основного уравнения радиолокации

Уравнение дальности радара для точечной цели оценивает мощность на входе приемника с заданной для цели эффективной площадью рассеивания и с заданным расстоянием. В этом уравнении модель сигнала принята, чтобы быть детерминированной. Уравнение для мощности на входе приемника:

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

где термины в уравнении:

_Pr — Мощность приемника в ваттах.
_Pt — Пиковая мощность передатчика в Ваттах.
_&gt Усиление передатчика.
_Gr — Усиление приемника.
λ — Длина волны рабочей частоты радара в метрах.
σ — Не флюктуирующая эффективная площадь рассеивания цели в метрах квадратных.
L Общий коэффициент потерь с учетом обеих системных потерь и потерь на распространение.
_Rt Расстояние от передатчика до цели.
_Rr — Расстояние от приемника до цели. Если радар является моностатическим, дальность действия передатчика и приемника идентична.

Уравнение для мощности на входе приемника представляет сигнальную часть в сигнале к шуму (ОСШ) отношение. Чтобы смоделировать шумовую часть, примите, что тепловому шуму в приемнике дали спектральную плотность мощности (PSD) белого шума:

$P (f) = k T$

где k является Постоянная Больцмана, и T является эффективной шумовой температурой. Приемник действует как фильтр, чтобы сформировать белый шумовой СПМ. Примите, что частотная характеристика приемника величины в квадрате аппроксимирует прямоугольный фильтр полосой пропускания, равной обратной величине импульсной длительности, 1/τ. Общая шумовая мощность при выходе приемника:

$N = \frac{k T F_{n}}{τ}$

где _Fn является фигурой шума приемника.

Произведение эффективной шумовой температуры и коэффициент шума приемника упоминаются как системная температура и обозначаются _Ts, так, чтобы _Ts = _TFn.

Используя уравнение для принимаемой мощности сигнала и приведенной мощности шума, приемник выход SNR:

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

Решение для необходимой пиковой мощности 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 вертикальный шаблон покрытия Используя параметры по умолчанию

Скрипт Open Live Script

Установите частоту на 100 МГц, высоту антенны к 10 м и область значений свободного пространства к 200 км. Шаблон антенны, поверхностная шероховатость, угол наклона антенны и полевая поляризация принимают их значения по умолчанию, как задано в AntennaPattern, SurfaceRoughness, TiltAngle, и Polarization свойства.

Получите массив вертикальных значений шаблона покрытия и углов.

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

Чтобы видеть вертикальный шаблон покрытия, не используйте выходные аргументы.

radarvcd(freq,rng_fs,ant_height);

Figure contains an axes object. The axes object with title Blake Chart contains 18 objects of type patch, text, line.

Вычислите пиковую мощность Используя приложение Radar Equation Calculator

Скрипт Open Live Script

radarEquationCalculator Приложение позволяет вам определить ключевые радарные характеристики, такие как область значений обнаружения, требуемая пиковая мощность передачи и ОСШ. Приложение работает на моностатические и бистатические радары.

Откройте radarEquationCalculator Приложение

При вводе radarEquationCalculator из командной строки или выбора приложение от Панели инструментов Приложения, открывается интерактивное окно. Окно по умолчанию показывает вычисление целевого диапазона от ОСШ, степени и других параметров. Можно затем выбрать различные варианты, чтобы вычислить различные радарные параметры.

radarEquationCalculator

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

Вычислите необходимую пиковую мощность передачи моностатического радара

Как пример, используйте приложение, чтобы вычислить необходимую пиковую мощность передачи для моностатического радара, чтобы обнаружить большую цель на уровне 100 км. Радар действует на уровне 10 ГГц с усилением антенны на 40 дБ. Установите вероятность обнаружения к 0,9 и вероятность ложного предупреждения к 0,0001.

От Типа Вычисления выпадающий список выберите Peak Transmit Power
Установите длину волны на 3 cm
Задайте ширину импульса как 2 микросекунды
Примите общие Системные Потери 5 дБ
Принятие цели является большим самолетом, установите Целевое значение Эффективной площади рассеивания к 100 m2
Выберите Configuration в качестве Monostatic
Установите Усиление быть 40 дБ
Откройте поле SNR
Задайте вероятность обнаружений как 0.9
Задайте вероятность ложного предупреждения как 0.0001

Закройте окно приложения. Обычно, вы закрываете приложение с помощью близкой кнопки.

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

Вы видите из этого ранее подготовленного снимка экрана, что необходимая пиковая мощность передачи составляет.2095 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 object. The axes object contains an object of type image.

Документация