radareqsnr

Оценка ОСШ от основного уравнения радиолокации

Описание

пример

SNR = radareqsnr(lambda,tgtrng,Pt,tau) оценивает выходное отношение сигнал-шум, SNR, в приемнике на основе длины волны lambda, область значений tgtrng, пиковая мощность передачи Pt, и ширина импульса tau.

пример

SNR = radareqsnr(lambda,tgtrng,Pt,tau,Name,Value) оценивает выход SNR в приемнике с дополнительными опциями, заданными одной или несколькими парами значений - Name, Value.

Примеры

свернуть все

Оцените выход SNR для цели с ЭПР 1 м ² в области значений 50 км. Система является моностатическим радаром, действующим на уровне 1 ГГц с пиковой мощностью передачи 1 МВт и шириной импульса 0,2 μs. Усиление передатчика приемника составляют 20 дБ. Системная температура имеет значение по умолчанию 290 K.

fc = 1.0e9;
lambda = physconst('LightSpeed')/fc;
tgtrng = 50e3;
Pt = 1e6;
tau = 0.2e-6;
snr = radareqsnr(lambda,tgtrng,Pt,tau)
snr = 5.5868

Оцените выход SNR для цели с ЭПР 0,5 м ² на уровне 100 км. Система является моностатическим радаром, действующим на уровне 10 ГГц с пиковой мощностью передачи 1 МВт и шириной импульса 1 μs. Усиление передатчика и приемника составляют 40 дБ. Системная температура составляет 300 K, и коэффициент потерь составляет 3 дБ.

fc = 10.0;
T = 300.0;
lambda = physconst('LightSpeed')/10e9;
snr = radareqsnr(lambda,100e3,1e6,1e-6,'RCS',0.5, ...
    'Gain',40,'Ts',T,'Loss',3)
snr = 14.3778

Оцените выход SNR для цели с ЭПР 1 м ². Радар является бистатическим. Цель расположена в 50 км от передатчика и в 75 км от приемника. Рабочая частота радара составляет 10,0 ГГц. Передатчик имеет пиковую мощность передачи 1 МВт с усилением 40 дБ. Ширина импульса является 1 μs. Усиление приемника составляет 20 дБ.

fc = 10.0e9;
lambda = physconst('LightSpeed')/fc;
tau = 1e-6;
Pt = 1e6;
txrvRng =[50e3 75e3];
Gain = [40 20];
snr = radareqsnr(lambda,txrvRng,Pt,tau,'Gain',Gain)
snr = 9.0547

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

Дальности до целей для моностатического или бистатического радара.

  • Моностатический радар - передатчик и приемник совмещены. tgtrng вещественный положительный вектор-столбец длины-J или вещественная положительная скалярная величина. J является количеством целей.

  • Бистатический радар - передатчик и приемник разделяются. tgtrng вектор 1 на 2 строки с вещественными положительными элементами или J-by-2 матрица с вещественными положительными элементами. J является количеством целей. Каждая строка tgtrng имеет форму [TxRng RxRng], где TxRng расстояние от передатчика до цели и RxRng расстояние от приемника до цели.

Величины в метрах.

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: 'RCS',5.0,'Ts',295

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

Атмосферные потери поглощения для передающего и приёмного пути.

  • Когда поглощение является скаляром или вектор-столбцом длины-J, потеря задает атмосферное поглощение для одностороннего пути.

  • Когда поглощение является вектором 1 на 2 строки или J-by-2 вектор-столбец, первый столбец задает атмосферное поглощение для передающего пути, и второй столбец содержит атмосферное поглощение для приёмного пути

Пример: [10,20]

Типы данных: double

Фактор распространения для передающего и приёмног пути.

  • Когда фактором распространения является скаляр или вектор-столбец длины-J, фактор распространения задан для одностороннего пути.

  • Когда фактором распространения является вектор 1 на 2 строки или J-by-2 вектор-столбец, первый столбец задает фактор распространения для передающего пути, и второй столбец содержит фактор распространения для приёмного пути

Величины в дБ.

Пример: [10,20]

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

Выходные аргументы

свернуть все

Минимальное выходное отношение сигнал-шум в приемнике, возвращенном как скаляр. Величины в дБ.

Типы данных: double

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
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте