radareqrng

Максимальная теоретическая оценка расстояния обнаружения

Описание

пример

maxrng = radareqrng(lambda,SNR,Pt,tau) оценивает максимальное теоретическое расстояние обнаружения maxrng для радара, действующего с длиной волны lambda метры с импульсной длительностью Tau секунды. Отношением сигнал-шум является SNR децибелами и пиковой мощностью передачи является Pt ватты.

пример

maxrng = radareqrng(lambda,SNR,Pt,tau,Name,Value) оценивает максимальное теоретическое расстояние обнаружения с дополнительными опциями, заданными одним или несколькими Name,Value парные аргументы.

Примеры

свернуть все

Оцените максимальное теоретическое расстояние обнаружения для моностатического радара, действующего на уровне 10 ГГц с помощью импульсной длительности 10 μs. Принять, что выходное ОСШ приемника составляет 6 дБ.

lambda = physconst('LightSpeed')/10e9;
SNR = 6;
tau = 10e-6;
Pt = 1e6;
maxrng = radareqrng(lambda,SNR,Pt,tau)
maxrng = 4.1057e+04

Оцените максимальное теоретическое расстояние обнаружения для моностатического радара, действующего на уровне 10 ГГц с помощью импульсной длительности 10 μs. ЭПР цели составляет 0,1 м ². Принять, что выходное ОСШ приемника составляет 6 дБ. Усиление приемника и передатчика составляет 40 дБ. Примите коэффициент потерь 3 дБ.

lambda = physconst('LightSpeed')/10e9;
SNR = 6;
tau = 10e-6;
Pt = 1e6;
RCS = 0.1;
Gain = 40;
Loss = 3;
maxrng2 = radareqrng(lambda,SNR,Pt,tau,'Gain',Gain, ...
    'RCS',RCS,'Loss',Loss)
maxrng2 = 1.9426e+05

Входные параметры

свернуть все

Длина волны рабочей частоты радара в виде положительной скалярной величины. Длина волны является отношением скорости распространения волны к частоте. Величины в метрах. Для электромагнитных волн скорость распространения является скоростью света. При обозначении скорости света c и частотой (в герц) волны f, уравнение для длины волны:

λ=cf

Типы данных: double

Введите отношение сигнал-шум (SNR) в приемнике в виде скаляра или длины-J вектор с действительным знаком. J является количеством целей. Величины в дБ.

Типы данных: double

Пиковая мощность передатчика задаётся положительной скалярной величины. Величины в Ваттах.

Типы данных: double

Длительность одиночного импульса определяется положительной скалярной величиной. Величина в секундах.

Типы данных: double

Аргументы name-value

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: SNR,10

Эффективная площадь рассеивания, заданная как положительная скалярная величина или вектор длины-J из положительных значений. J является количеством целей. ЭПР цели не колеблется (Случай Swerling 0). Модули находятся в квадратных метрах.

Типы данных: double

Системная шумовая температура определяется положительной скалярной величиной. Шумовая температура системы является произведением температуры системы и коэффициента шума. Величины в Келвинах.

Типы данных: double

Усиление передатчика и приемника в виде скаляра или действительного вектора 1 на 2 строки. Когда передатчик и приемник совмещены (моностатический радар), Gain скаляр с действительным знаком. Затем усиление передачи и приёма равно. Когда передатчик и приемник не совмещены (бистатический радар), Gain вектор 1 на 2 строки с действительными элементами. Если Gain двухэлементный вектор-строка, он имеет форму [TxGain RxGain] представление усилений передающей и приёмной антенны.

Пример: [15,10]

Типы данных: double

Системные потери заданные скаларно. Величины в дБ.

Пример 1

Типы данных: double

Пользовательские коэффициенты потерь, заданные как скаляр или вектор-столбец длины-J вещественных значений. J является количеством целей. Эти факторы способствуют сокращению полученной энергии сигнала и могут включать зависимый от значений дальности STC, теневые и лучевые факторы. Величины в дБ.

Пример: [10,20]

Типы данных: double

Размерности оцениваемой максимальной теоретической дальности, заданной в виде одной из:

  • 'm' метры

  • 'km' километры

  • 'mi' мили

  • 'nmi' морские мили (США).

Выходные аргументы

свернуть все

Оцениваемая теоретическая максимальная дальность обнаружения, возвращенная как положительная скалярная величина. Модули maxrng заданы unitstr. Для бистатических радаров, maxrng геометрическое среднее значение расстояния от передатчика до цели и приемника к цели.

Больше о

свернуть все

Уравнение дальности радара для точечной цели

Уравнение дальности радара для точечной цели оценивает мощность на входе приемника с заданной для цели эффективной площадью рассеивания и с заданным расстоянием. Выходное ОСШ приёмника. Уравнение для мощности на входе приемника

Pr=PtGtGrλ2σ(4π)3Rt2Rr2L

где термины в уравнении:

  • Pt — Пиковая мощность передатчика в Ваттах

  • &gt Коэффициент усиления передающей антенны

  • Gr — Коэффициент передачи приёмной антенны. Если радар является моностатическим, усиления передающей и приемной антенны идентичны.

  • λ — Радарная длина волны в метрах

  • σ — Не флюктуирующая эффективная площадь рассеивания цели в метрах квадратных

  • L Общий коэффициент потерь в децибелах, который составляет обе системных потери и потери на распространение

  • Rt Расстояние от передатчика до цели

  • Rr — Расстояние от приемника до цели. Если радар является моностатическим, дальность действия передатчика и приемника идентична.

Условия, описанные в децибелах, таких как потеря и факторы усиления, вводят уравнение в форму 10x/10 где x обозначает переменную. Например, коэффициент потерь по умолчанию результатов на 0 дБ в термине потерь 100/10=1.

Мощность выходных шумов приёмника

Уравнение для мощности на входе приемника представляет сигнальную часть в отношении сигнал-шум. Чтобы смоделировать шумовую часть, примите, что тепловому шуму в приемнике дали спектральную плотность мощности (PSD) белого шума:

P(f)=kT

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=kTFnτ

где Fn является коэффициентом шума приемника.

Произведение эффективной шумовой температуры и коэффициент шума приемника упоминаются как системная температура. Это значение обозначается Ts, так, чтобы Ts=TFn .

Выходное ОСШ приёмника

Задайте выход ОСШ. Выходное ОСШ приемника:

PrN=PtτGtGrλ2σ(4π)3kTsRt2Rr2L

Можно вывести это выражение с помощью следующих уравнений:

Максимальное теоретическое расстояние обнаружения

Вычисление максимальной дальности обнаруженияцели.

Для моностатических радаров дальность от цели до передатчика и приемника идентична. Обозначая эту область значений R, можно описать это отношение как R4=Rt2Rr2.

Решение для R

R=(NPtτGtGrλ2σPr(4π)3kTsL)1/4

Для бистатических радаров теоретическая максимальная дальность обнаружения является геометрическим средним значением диапазонов с цели на передатчик и приемник:

RtRr=(NPtτGtGrλ2σPr(4π)3kTsL)1/4

Ссылки

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

[2] Skolnik, M. Введение в радиолокационные системы. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1980.

[3] Уиллис, N. J. Бистатический радар. Роли, NC: SciTech Publishing, 2005.

Расширенные возможности

Введенный в R2021a