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range2height

传播范围转换为目标的高度

自从R2021b

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语法

tgtht = range2height (r, anht, el)
tgtht = range2height (r, anht, el名称=值)

描述

例子

tgtht= range2height (r,anht,埃尔)返回目标高度tgtht作为传播范围的函数r、传感器高度anht,当地的仰角埃尔假设弯曲的地球模型4/3有效地球半径。

例子

tgtht= range2height (r,anht,埃尔,名称=值)使用名称-值指定额外的输入参数。例如,您可以指定一个平坦地球模型、弯曲的地球模型与给定半径,或CRPL指数参考大气模型使用自定义值。

例子

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打开生活的脚本

确定目标身高(米射程为300公里,传感器高10米,0.5度的仰角。假设一个弯曲的有效地球半径等于实际4/3倍地球的半径。

R = 300年e3;anht = 10;el = 0.5;range2height (R, anht el)
ans = 7.9325 e + 03
打开生活的脚本

使用不同的地球模型和计算目标高度米您获得的值进行比较。假设一个射程为200公里,天线高度100米。用一系列高度角从0到5度。

R = 200年e3;anht = 100;el = (0:0.1:5) ';

对于给定的参数假设计算目标高度平坦地球。

tgthtFlat = range2height (= R, anht、el、方法“平”);

给定参数假设计算目标高度弯曲的地球空间传播。

r0 = physconst (“EarthRadius”);tgthtFS = range2height (= R, anht、el、方法“弯曲”,…EffectiveEarthRadius = r0);

给定参数计算目标高度假设4/3有效地球半径。

tgthtEffRad = range2height (R, anht, el);

对于给定的参数假设计算目标高度CRPL大气模型。

tgthtCRPL = range2height (= R, anht、el、方法“CRPL”);

策划的结果。

情节(el, [tgthtFlat (:) tgthtFS (:) tgthtEffRad (:)),…el tgthtCRPL,“——”,线宽= 1.5)网格在包含(“仰角(度)”)ylabel (“目标高度(米))传说([“平”“自由空间”“4/3地球”“CRPL”),位置=“最佳”)标题(“目标高度估计”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题目标高度估计,包含仰角(度),ylabel目标高度(米)包含4线类型的对象。这些对象是平的,自由的空间,4/3地球,CRPL。

输入参数

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目标和传感器之间的传播范围米,指定为实值标量或矢量。如果r是一个矢量,它必须具有相同的大小和其他向量输入参数的range2height。

数据类型:双

传感器身高(米,指定为非负实值标量或矢量。如果anht是一个矢量,它必须具有相同的大小和其他向量输入参数的range2height。高度引用在地上。

数据类型:双

当地在度仰角,指定为实值标量或矢量。当地仰角的初始仰角射线传感器。如果埃尔是一个矢量,它必须具有相同的大小和其他向量输入参数的range2height。

数据类型:双

名称-值参数

指定可选的双参数作为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和吗价值相应的价值。名称-值参数必须出现在其他参数,但对的顺序无关紧要。

例子:方法=“CRPL SurfaceRefractivity = 300, RefractionExponent = 0.15, MaxNumIterations = 8、宽容= 1 e

地球模型用于计算,指定为“弯曲”,“平”,或“CPRL”。

数据类型:字符|字符串

有效地球半径米,指定为一个积极的标量。如果没有指定这个参数,range2height计算的有效地球半径使用-39×10的折射率梯度9n /米,结果在现实地球大约4/3的半径。这种说法只适用于如果方法被指定为“弯曲”。

数据类型:双

表面折射率在n单位,指定为一个非负实值标量。表面的折射率是一个参数CRPL指数参考大气模型所使用的range2height。这种说法只适用于如果方法被指定为“CRPL”。

数据类型:双

折射指数,指定为一个非负实值标量。的折射指数是一个参数CRPL指数参考大气模型所使用的range2height。这种说法只适用于如果方法被指定为“CRPL”。

数据类型:双

最大数量的迭代CRPL方法,指定为一个非负标量整数。这个输入作为一个维护抢占长迭代计算。这种说法只适用于如果方法被指定为“CRPL”。

如果MaxNumIterations被设置为0,range2height执行一个更快但不准确noniterative CRPL计算。noniterative计算有一个最大高度0.056388米(0.185英尺)误差的目标高度30480米(100000英尺)和0的仰角。noniterative方法的高度误差随减少目标仰角高度和增加。

数据类型:双

数值对CRPL方法,指定为一个积极的真正的标量。迭代过程的数值实现公差时终止。这种说法只适用于如果方法被指定为“CRPL”和MaxNumIterations大于0。

数据类型:双

输出参数

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身高(米目标,作为非负实值返回标量或行向量。如果tgtht是一个向量,向量输入参数的大小一样吗range2height。引用的高度是在地上。

更多关于

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平坦地球模型

平面地球模型假定地球无限的半径和空气的折射率均匀整个气氛。平坦地球模型适用于短距离和用于应用程序通信、汽车雷达,合成孔径雷达(SAR)。

考虑到天线高度h一个和初始仰角θ0,该模型与目标高度hT和倾斜范围RT通过

h T = h 一个 + R T 罪 θ 0 ⇔ R T = ( h T − h 一个 ) csc θ 0 ,

所以知道的大小可以计算。实际的范围R等于倾斜范围。真正的仰角θT等于初始仰角。

计算范围G,使用

G = ( h T − h 一个 ) 床 θ 0 。

平坦地球模型几何

弯曲的地球模型

空气的折射率取决于身高大约可以治疗用的有效地球半径大于实际值。

考虑到有效地球半径R0,天线高度h一个,初始仰角θ0,该模型与目标高度hT和倾斜范围RT通过

( R 0 + h T ) 2 = ( R 0 + h 一个 ) 2 + R T 2 + 2 R T ( R 0 + h 一个 ) 罪 θ 0 ,

所以知道的大小可以计算。特别是,

h T = ( R 0 + h 一个 ) 2 + R T 2 + 2 R T ( R 0 + h 一个 ) 罪 θ 0 − R 0 。

实际的范围R等于倾斜范围。真正的仰角θT等于初始仰角。

计算范围G,使用

G = R 0 ϕ = R 0 arcsin R T 因为 θ 0 R 0 + h T 。

地球曲面几何模型

标准传播模型使用一个有效地球半径的4/3倍的实际价值。这个模型有两个主要的局限性:

  1. 折射率的模型意味着价值接近地球表面的有效只有在某些地区和某些时候。为了减轻这种限制,使用一个有效的基于近地表地球的半径折射率值。

  2. 模型意味着一个值的梯度折射率,不切实际地低高度约8公里。部分减轻这种限制,使用一个基于平台高度有效地球半径。

有关更多信息,请参见effearthradius。

CRPL指数参考大气模型

大气折射证据本身作为一个偏差从直线电磁射线由于空气密度变化的函数的高度。中央广播传播实验室(CRPL)指数参考大气模型对假设折射率的折射效果n(h)和折射率N衰减指数与高度。该模型定义了

N = ( n ( h ) − 1 ) × 10 6 = N 年代 e − R 经验值 h ,

在哪里N年代是大气折射率值(以10为单位6在地球表面,R经验值衰减常数,h表面高度的公里。因此

n ( h ) = 1 + ( N 年代 × 10 − 6 ) e − R 经验值 h 。

的默认值N年代313 n单位,可以修改使用吗SurfaceRefractivity名称-值参数在函数接受它。的默认值R经验值是0.143859公里1使用,可以修改RefractionExponent名称-值参数在函数接受它。

CRPL几何模型

当空气的折射率纳入地球曲面模型,射线路径不遵循一条直线,但曲线向下。(这句话假设标准大气传播和非负仰角角度)。真正的仰角\ theta_T美元不同于最初的吗\ theta_0美元。实际的范围R美元沿着弯曲的道路,这是距离美元$ R ',不同于倾斜范围R_T美元。

考虑到地球的半径R_0美元,天线高度h_a美元,初始仰角\ theta_0美元,height-dependent折射率美元$ n (h)与价值n_0美元在h = 0美元,修改后的模型与目标高度h_T美元和实际的范围R美元通过

$ $ R = \ int_0 ^ {h_T-h_a} {n (h) \, dh} \, & # xA;\左({{1 - \左(\压裂{\ textstyle n_0 \因为\ theta_0} {\ textstyle& # xA;n (h) \离开(1 + \压裂{\ textstyle h} {\ textstyle& # xA;R_0 + h_a} \右)}\右)^ 2}}\右)^{5}强生# xA; $ $

当方法被指定为“CRPL”,解决了使用积分美元$ n (h)从CRPL指数参考大气模型。

计算范围G美元,使用

$ $ G = \ int_0 ^ {h_T-h_a} \压裂{dh}{1 + \压裂{\ textstyle h} {\ textstyle& # xA; R_0 + h_a}} \ \左({{\左(\压裂{\ textstyle n (h) \离开(1 + \压裂{\ textstyle& # xA; h} {\ textstyle& # xA;R_0 + h_a} \右)}{\ textstyle& # xA;n_0 \因为\ theta_0} \右)^ 2}}1 \右)^{5}强生# xA; $ $

引用

[1]巴顿,大卫·K。现代雷达的雷达方程。诺伍德,MA: Artech房子,2013。

[2]Bean,开国元勋之一B.R.安贝德卡对,和G。D. Thayer. "Central Radio Propagation Laboratory Exponential Reference Atmosphere."美国国家标准局的杂志上的研究,部分D:无线电传播63 d,不。3(1959年11月):315。https://doi.org/10.6028/jres.063D.031。

[3]布莱克,拉蒙特V。”雷高度计算连续非线性大气折射率剖面。”无线电科学3,没有。1(1968年1月):85 - 92。https://doi.org/10.1002/rds19683185。

扩展功能

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

版本历史

介绍了R2021b

另请参阅

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