phased.BackscatterRadarTarget

Радарная цель обратного рассеяния

Описание

phased.BackscatterRadarTarget Система object™ моделирует backscattering сигнала от цели. Обратное рассеяние является особым случаем радарного целевого рассеивания, когда инцидент и отраженные углы являются тем же самым. Этот тип рассеивания применяется к моностатическим радарным настройкам. Эффективная площадь рассеивания определяет ответ обратного рассеяния цели к входящему сигналу. Этот Системный объект позволяет вам задать зависимую углом модель эффективной площади рассеивания, которая покрывает область значений инцидентных углов.

phased.BackscatterRadarTarget Системный объект создает сигнал backscattered для поляризованных и неполяризованных сигналов. В то время как электромагнитные радарные сигналы поляризованы, можно часто игнорировать поляризацию в симуляции и обрабатывать сигналы, когда скаляр сигнализирует. Чтобы проигнорировать поляризацию, задайте EnablePolarization свойство как false. Чтобы использовать поляризацию, задайте EnablePolarization свойство как true.

Для неполяризованных сигналов вы задаете эффективную площадь рассеивания как массив значений эффективной площади рассеивания (ЭПР) в дискретном азимуте и точках вертикального изменения. Системный объект интерполирует значения для инцидентных углов между точками массивов. Для поляризованных сигналов вы задаете radar scattering matrix с помощью трех массивов, заданных в дискретном азимуте и точках вертикального изменения. Эти три массива соответствуют HH, HV и компонентам поляризации VV. Компонент VH вычисляется из сопряженной симметрии компонента HV.

И для неполяризованных и для поляризованных случаев сигнала, можно использовать одну из четырех моделей Swerling, чтобы сгенерировать случайные колебания радарной матрицы рассеяния или ЭПР. Выберите модель с помощью Model свойство. Затем используйте SeedSource и Seed свойства управлять колебаниями.

`EnablePolarization`	Используйте эти свойства
`false`	`RCSPattern`
`true`	`ShhPattern`, `SvvPattern`, и `ShvPattern`

Смоделировать backscattered радарный сигнал:

Задайте и настройте свою радарную цель. Можно установить phased.BackscatterRadarTarget Свойства системного объекта во время создания или оставляют их своим значениям по умолчанию. Смотрите Конструкцию. Некоторые свойства, которые вы устанавливаете во время создания, могут быть изменены позже. Эти свойства являются настраиваемыми.
Чтобы вычислить отраженный сигнал, вызовите step метод phased.BackscatterRadarTarget. Выход метода зависит от свойств phased.BackscatterRadarTarget Системный объект. Можно изменить настраиваемые свойства в любое время.

Примечание

Запуск в R2016b, вместо того, чтобы использовать step метод, чтобы выполнить операцию, заданную Системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполните эквивалентные операции.

Конструкция

target = phased.BackscatterRadarTarget создает радарный целевой Системный объект обратного рассеяния, target.

target = phased.BackscatterRadarTarget(Name,Value) создает радарный целевой Системный объект обратного рассеяния, target, с каждым заданным свойством Name установите на заданный Value. Можно задать дополнительное имя и аргументы пары значения в любом порядке как (Name1,Value1..., NameN,ValueN).

Свойства

развернуть все

`EnablePolarization` — Включите поляризованные сигналы
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Опция, чтобы позволить обработать поляризованных сигналов в виде false или true. Установите это свойство на true позволить цели симулировать отражение поляризованного излучения. Установите это свойство на false проигнорировать поляризацию.

Пример: true

Типы данных: логический

`AzimuthAngles` — Углы азимута
[-180:180] (значение по умолчанию) | 1 P вектором-строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

Углы азимута раньше задавали угловые координаты каждого столбца матриц, заданных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern, или SvvPattern свойства. Задайте углы азимута как длину вектор P. P должен быть больше два. Угловые модули в градусах.

Пример: [-45:0.1:45]

Типы данных: double

`ElevationAngles` — Углы возвышения
[-90:90] (значение по умолчанию) | 1 Q вектором-строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

Углы возвышения раньше задавали угловые координаты каждой строки матриц, заданных RCSPattern, ShhPattern, ShvPattern, или SvvPattern свойства. Задайте углы возвышения как длину вектор Q. Q должен быть больше два. Угловые модули в градусах.

Пример: [-30:0.1:30]

Типы данных: double

`RCSPattern` — Шаблон эффективной площади рассеивания
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с действительным знаком | Q-by-P-by-M массив с действительным знаком | 1 P вектором с действительным знаком | M-by-P матрица с действительным знаком

Шаблон эффективной площади рассеивания (ЭПР) в виде Q-by-P матрица с действительным знаком или Q-by-P-by-M массив с действительным знаком. Q является длиной вектора в ElevationAngles свойство. P является длиной вектора в AzimuthAngles свойство. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step метод. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Модули шаблона являются квадратными метрами.

Можно также задать шаблон как функцию только азимута для одного вертикального изменения. В этом случае задайте шаблон или как 1 P вектором или как M-by-P матрица. Каждая строка является отдельным шаблоном.

Это свойство применяется когда EnablePolarization свойством является false.

Пример: [1,.5;.5,1]

Типы данных: double

`ShhPattern` — Радарная матрица рассеяния компонент поляризации HH
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с комплексным знаком | Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком | 1 P комплексным вектором | M-by-P матрица с комплексным знаком

Радарная матрица рассеяния компонент поляризации HH в виде Q-by-P матрица с комплексным знаком или Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком. Q является длиной вектора в ElevationAngles свойство. P является длиной вектора в AzimuthAngles свойство. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step метод. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Модули матрицы рассеяния являются метрами.

Можно также задать шаблон как функцию только азимута для одного вертикального изменения. Затем задайте шаблон или как 1 P вектором или как M-by-P матрица. Каждая строка является отдельным шаблоном.

Это свойство применяется когда EnablePolarization свойством является true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`SvvPattern` — Радарная матрица рассеяния компонент поляризации VV
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с комплексным знаком | Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком | 1 P комплексным вектором | M-by-P матрица с комплексным знаком

Радарная матрица рассеяния компонент поляризации VV в виде Q-by-P матрица с комплексным знаком или Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком. Q является длиной вектора в ElevationAngles свойство. P является длиной вектора в AzimuthAngles свойство. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step метод. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Модули матрицы рассеяния являются метрами.

Это свойство применяется когда EnablePolarization свойством является true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`ShvPattern` — Радарная матрица рассеяния компонент поляризации HV
`ones(181,361)` (значение по умолчанию) | Q-by-P матрица с комплексным знаком | Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком | 1 P комплексным вектором | M-by-P матрица с комплексным знаком

Радарная матрица рассеяния компонент поляризации HV в виде Q-by-P матрица с комплексным знаком или Q-by-P-by-M массив с комплексным знаком. Q является длиной вектора в ElevationAngles свойство. P является длиной вектора в AzimuthAngles свойство. M является количеством целевых шаблонов. Количество шаблонов соответствует количеству сигналов, переданных в step метод. Можно, однако, использовать один шаблон, чтобы смоделировать несколько сигналов, отражающихся от единой цели. Модули матрицы рассеяния являются метрами.

Это свойство применяется когда EnablePolarization свойством является true.

Пример: [1,1;1i,1i]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`Model` — Целевая модель колебания
`'Nonfluctuating'` (значение по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

Целевая модель колебания в виде 'Nonfluctuating', 'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Если вы устанавливаете это свойство на значение кроме 'Nonfluctuating', используйте update входной параметр при вызове step.

Пример: 'Swerling3'

Типы данных: char

`PropagationSpeed` — Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Скорость распространения сигнала в виде положительной скалярной величины. Модули исчисляются в метрах в секунду. Скорость распространения по умолчанию является значением, возвращенным physconst('LightSpeed'). Смотрите physconst для получения дополнительной информации.

Пример: 3e8

Типы данных: double

`OperatingFrequency` — Рабочая частота
`300e6` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Рабочая частота в виде положительной скалярной величины. Модули находятся в Гц.

Пример: 1e9

Типы данных: double

`SeedSource` — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания ЭПР
`'Auto'` (значение по умолчанию) | `'Property'`

Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания ЭПР в виде 'Auto' или 'Property'. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Auto', Системный объект генерирует случайные числа с помощью MATLAB по умолчанию^® генератор случайных чисел. Когда вы устанавливаете это свойство на 'Property', вы задаете начальное значение генератора случайных чисел с помощью Seed свойство. Это свойство применяется, когда вы устанавливаете Model свойство to'Swerling1', 'Swerling2', 'Swerling3', или 'Swerling4'. Когда вы используете этот объект с программным обеспечением Parallel Computing Toolbox™, вы устанавливаете это свойство на 'Auto'.

Пример: 'Property'

Типы данных: char

`Seed` — Начальное значение генератора случайных чисел
0 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число меньше чем 2³²

Начальное значение генератора случайных чисел в виде неотрицательного целого числа меньше чем 2³². Это свойство применяется когда SeedSource свойство установлено в 'Property'.

Пример: 32301

Типы данных: double

Методы

сброс	Сбросьте состояния Системного объекта
шаг	Входящий сигнал обратного рассеяния

Характерный для всех системных объектов
`release`	Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Примеры

свернуть все

Обратное рассеяние неполяризованный сигнал

Скрипт Open Live Script

Вычислите отраженный радарный сигнал от не колеблющейся цели точки с пиком ЭПР 10,0 $m^{2}$ . Используйте упрощенное выражение шаблона ЭПР цели в иллюстративных целях. Действительные шаблоны ЭПР более сложны. Шаблон ЭПР покрывает область значений углов от 10 °-30 ° в азимуте и 5 °-15 ° в вертикальном изменении. ЭПР достигает максимума в азимуте на 20 ° и вертикальном изменении на 10 °. Примите, что рабочая частота радара составляет 1 ГГц и что сигнал является синусоидой на уровне 1 МГц.

Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным step синтаксис. Например, замените myObject(x) с step(myObject,x).

Создайте и постройте шаблон ЭПР.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:30.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
rcspattern = 10.0*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
imagesc(azpatangs,elpatangs,rcspattern)
axis image
axis tight
title('RCS')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')

Figure contains an axes object. The axes object with title RCS contains an object of type image.

Сгенерируйте и постройте 50 выборок радарного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
sig = sin(2*pi*freq*t);
plot(t*1e6,sig)
xlabel('Time (\mu seconds)')
ylabel('Signal Amplitude')
grid

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

Создайте phased.BackscatterRadarTarget Система object™.

target = phased.BackscatterRadarTarget('Model','Nonfluctuating',...
    'AzimuthAngles',azpatangs,'ElevationAngles',elpatangs,...
    'RCSPattern',rcspattern,'OperatingFrequency',foper);

Для последовательности инцидентных углов в постоянном угле возвышения найдите и постройте рассеянную амплитуду сигнала.

az0 = 13.0;
el = 10.0;
naz = 20;
az = az0 + [0:2:20];
naz = length(az);
ss = zeros(1,naz);
for k = 1:naz
    y = target(sig,[az(k);el]);
    ss(k) = max(abs(y));
end
plot(az,ss,'.')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Scattered Signal Amplitude')
grid

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

Обратное рассеяние поляризованный сигнал

Скрипт Open Live Script

Вычислите поляризованный радарный сигнал, рассеянный от Swerling1, колеблющегося цель точки. Примите, что целевая ось вращается от глобальной системы координат. Используйте простые выражения для рассеивающихся шаблонов для рисунка. Действительные шаблоны рассеивания более сложны. Для поляризованных сигналов необходимо задать HH, HV и компоненты VV матрицы рассеяния для области значений инцидентных углов. В этом примере шаблоны покрывают область значений 10 °-30 ° в азимуте и 5 °-15 ° в вертикальном изменении. Углы относительно целевой системы локальной координаты. Примите, что рабочая частота радара составляет 1 ГГц и что сигнал является синусоидой с частотой 1 МГц. Инцидентный угол является азимутом на 13,0 ° и вертикальным изменением на 14,0 ° относительно целевой ориентации.

Создайте и постройте шаблоны матрицы рассеяния.

azmax = 20.0;
elmax = 10.0;
azpatangs = [10.0:0.1:35.0];
elpatangs = [5.0:0.1:15.0];
shhpat = cosd(4*(elpatangs - elmax))'*cosd(4*(azpatangs - azmax));
shvpat = 1i*cosd(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
svvpat = sind(4*(elpatangs - elmax))'*sind(4*(azpatangs - azmax));
subplot(1,3,1)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shhpat))
axis image
axis tight
title('HH')
xlabel('Azimuth (deg)')
ylabel('Elevation (deg)')
subplot(1,3,2)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(shvpat))
axis image
axis tight
title('HV')
xlabel('Azimuth (deg)')
subplot(1,3,3)
imagesc(azpatangs,elpatangs,abs(svvpat))
axis image
axis tight
title('VV')
xlabel('Azimuth (deg)')

Figure contains 3 axes objects. Axes object 1 with title HH contains an object of type image. Axes object 2 with title HV contains an object of type image. Axes object 3 with title VV contains an object of type image.

Создайте phased.BackscatterRadarTarget Система object™.

target = phased.BackscatterRadarTarget('EnablePolarization',true,...
    'Model','Swerling1','AzimuthAngles',azpatangs,...
    'ElevationAngles',elpatangs,'ShhPattern',shhpat,'ShvPattern',shvpat,...
    'SvvPattern',svvpat);

Сгенерируйте 50 выборок поляризованного радарного сигнала.

foper = 1.0e9;
freq = 1.0e6;
fs = 10*freq;
nsamp = 50;
t = [0:(nsamp-1)]'/fs;
signal.X = exp(1i*2*pi*freq*t);
signal.Y = exp(1i*2*pi*freq*t + pi/3);
signal.Z = zeros(size(signal.X));
tgtaxes = azelaxes(60,10);
ang = [13.0;14.0];

Отразите сигнал от цели и постройте ее компоненты.

refl_signal = target(signal,ang,tgtaxes,true);
figure
plot(t*1e6,real(refl_signal.X))
hold on
plot(t*1e6,real(refl_signal.Y))
plot(t*1e6,real(refl_signal.Z))
hold off
xlabel('Time \mu seconds')
ylabel('Amplitude')
grid

Figure contains an axes object. The axes object contains 3 objects of type line.

Больше о

развернуть все

Излучение Backscattered

Для узкополосного неполяризованного сигнала отраженный сигнал, Y,

$Y = \sqrt{G} \cdot X,$

где:

X является входящим сигналом.
G является коэффициентом усиления цели, безразмерная величина, данная

$G = \frac{4 π σ}{λ^{2}} .$
- σ средняя эффективная площадь рассеивания (ЭПР) цели.
- λ длина волны входящего сигнала.

Сигнал, попадающий на цель, умножается на квадратный корень из коэффициента усиления.

Для узкополосных поляризованных волн одиночный скалярный сигнал, X, заменяется векторным сигналом, _{(EH, EV)}, с горизонтальными и вертикальными компонентами. Матрица рассеяния, S, заменяет скалярное поперечное сечение, σ. Через матрицу рассеяния падающие горизонтальные и вертикальные поляризованные сигналы преобразованы в отраженные горизонтальные и вертикальные поляризованные сигналы.

$[\begin{matrix} E_{H}^{(s c a t)} \\ E_{V}^{(s c a t)} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{4 π}{λ^{2}}} [\begin{matrix} S_{H H} & S_{V H} \\ S_{H V} & S_{V V} \end{matrix}] [\begin{matrix} E_{H}^{(i n c)} \\ E_{V}^{(i n c)} \end{matrix}] = \sqrt{\frac{4 π}{λ^{2}}} [S] [\begin{matrix} E_{H}^{(i n c)} \\ E_{V}^{(i n c)} \end{matrix}]$

Для получения дальнейшей информации см. [1] или [2].

Ссылки

[1] Мотт, H. Антенны для радара и коммуникаций. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1992.

[2] Ричардс, M. A. Основные принципы радарной обработки сигналов. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2005.

[3] Skolnik, M. Введение в радиолокационные системы, 3-го Эда. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Темы

Введенный в R2016a

Документация

phased.BackscatterRadarTarget

Описание

Конструкция

Свойства

`EnablePolarization` — Включите поляризованные сигналы
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` — Углы азимута
[-180:180] (значение по умолчанию) | 1 P вектором-строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`ElevationAngles` — Углы возвышения
[-90:90] (значение по умолчанию) | 1 Q вектором-строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`Model` — Целевая модель колебания
`'Nonfluctuating'` (значение по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` — Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`OperatingFrequency` — Рабочая частота
`300e6` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`SeedSource` — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания ЭПР
`'Auto'` (значение по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` — Начальное значение генератора случайных чисел
0 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число меньше чем 2³²

Методы

Примеры

Обратное рассеяние неполяризованный сигнал

Обратное рассеяние поляризованный сигнал

Больше о

Излучение Backscattered

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

Документация

phased.BackscatterRadarTarget

Описание

Конструкция

Свойства

EnablePolarization — Включите поляризованные сигналы false (значение по умолчанию) | true

AzimuthAngles — Углы азимута[-180:180] (значение по умолчанию) | 1 P вектором-строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

ElevationAngles — Углы возвышения[-90:90] (значение по умолчанию) | 1 Q вектором-строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

Model — Целевая модель колебания 'Nonfluctuating' (значение по умолчанию) | 'Swerling1' | 'Swerling2' | 'Swerling3' | 'Swerling4'

PropagationSpeed — Скорость распространения сигнала physconst('LightSpeed') (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

OperatingFrequency — Рабочая частота 300e6 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

SeedSource — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания ЭПР 'Auto' (значение по умолчанию) | 'Property'

Seed — Начальное значение генератора случайных чисел0 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число меньше чем 232

Методы

Примеры

Обратное рассеяние неполяризованный сигнал

Обратное рассеяние поляризованный сигнал

Больше о

Излучение Backscattered

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Документация Phased Array System Toolbox

Поддержка

`EnablePolarization` — Включите поляризованные сигналы
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`AzimuthAngles` — Углы азимута
[-180:180] (значение по умолчанию) | 1 P вектором-строкой с действительным знаком | P-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`ElevationAngles` — Углы возвышения
[-90:90] (значение по умолчанию) | 1 Q вектором-строкой с действительным знаком | Q-by-1 вектор-столбец с действительным знаком

`Model` — Целевая модель колебания
`'Nonfluctuating'` (значение по умолчанию) | `'Swerling1'` | `'Swerling2'` | `'Swerling3'` | `'Swerling4'`

`PropagationSpeed` — Скорость распространения сигнала
`physconst('LightSpeed')` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`OperatingFrequency` — Рабочая частота
`300e6` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`SeedSource` — Отберите источник генератора случайных чисел для модели колебания ЭПР
`'Auto'` (значение по умолчанию) | `'Property'`

`Seed` — Начальное значение генератора случайных чисел
0 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число меньше чем 2³²

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.