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分阶段。WidebandBackscatterRadarTarget

雷达目标后向散射宽带信号

描述

分阶段。WidebandBackscatterRadarTarget系统对象™建模反向散射来自目标的宽带信号。后向散射是雷达目标散射的一种特殊情况,入射角和反射角相同。这种类型的散射适用于单基地雷达结构。雷达横截面决定了目标对入射信号的后向散射响应。System对象允许您指定一个与角度相关的雷达横截面模型,该模型涵盖了一系列入射角。该方法将宽带信号分解为独立后向散射的子带,然后进行复合。

这个System对象为极化或非极化信号创建一个后向散射信号。虽然电磁雷达信号是极化的,但在模拟中经常可以忽略极化,并将信号处理为标量。若要忽略极化,请指定EnablePolarization财产.要使用极化,请指定EnablePolarization作为真正的

对于非极化信号,将雷达横截面(RCS)指定为离散方位角、仰角和离散频率的值阵列。System对象为数组点之间的入射角插入值。对于极化信号,使用离散方位角、俯仰角和离散频率定义的三个阵列指定雷达散射矩阵(SCM)。这三个数组对应于HH高压,VV极化组件。的VH分量由共轭对称计算得到高压组件。HV分别为水平偏振分量和垂直偏振分量。

对于非极化和极化信号,可以使用四种转向模型中的一种来产生RCS或雷达散射矩阵中的随机波动。选择哪个模型使用模型财产。然后,使用SeedSource种子属性使波动随机化。

EnablePolarization 雷达横截面模式

RCSPattern

真正的 ShhPatternSvvPattern,ShvPattern

计算指定的源和接收点的传播延迟:

  1. 定义并设置雷达目标。你可以设置分阶段。WidebandBackscatterRadarTarget在构造时设置系统对象属性,或将它们设置为默认值。看到建设.您在构造时设置的一些属性可以在以后更改。这些属性可调

  2. 要计算传播的信号,调用一步方法。方法的输出取决于对象的属性。您可以随时更改可调属性。

请注意

或者,不要使用一步方法执行System对象定义的操作时,可以使用参数调用对象,就像调用函数一样。例如,y =步骤(obj, x)y = obj (x)执行相同操作。

建设

目标=分阶段。WidebandBackscatterRadarTarget创建一个宽带后向散射雷达目标目标

=阶段性目标。WidebandBackscatterRadarTarget (的名字价值创建一个宽带后向散射雷达目标对象,具有每个指定的属性的名字设置为指定的价值.您可以以任意顺序指定附加的名称和值对参数,如(Name1, Value1、……的,家).

属性

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选择使能处理极化信号,指定为真正的.将此属性设置为真正的使目标模拟偏振辐射的反射。将此属性设置为忽略极化。

例子:真正的

指定RCS或SCM矩阵中使用的宽带后向散射模式频率。这个向量的元素必须严格递增。目标在这个频率范围外没有反应。频率是根据物理频带而不是基带来定义的。频率单位为赫兹。

属性指定的方位角,用于定义矩阵中每一列的角坐标RCSPatternShhPatternShvPattern,或SvvPattern属性。指定方位角为长度P向量。P必须大于2。角的单位是度。

例子:(45:0.1:45)

数据类型:

方法指定的每一行矩阵的角坐标RCSPatternShhPatternShvPattern,或SvvPattern属性。指定仰角为长度向量。必须大于2。角的单位是度。

例子:(30:0.1:30)

数据类型:

雷达横截面图,指定为实值矩阵或阵列。

应用程序
——- - - - - -P矩阵 的函数指定RCS值的矩阵高度角和P方位角度。相同的RCS矩阵用于所有频率。
——- - - - - -P——- - - - - -K数组 的函数指定RCS模式数组高度角,P方位角度,K频率。当K = 1时,RCS模式等价于a——- - - - - -P矩阵。
1 -P——- - - - - -K数组 的函数指定RCS值的矩阵P方位角度和K频率。这些尺寸格式适用于只有一个仰角的情况。
K——- - - - - -P矩阵

  • 向量的长度是由ElevationAngles财产。

  • P向量的长度是由AzimuthAngles财产。

  • K频率的数目是否由FrequencyVector财产。

您可以指定模式l通过将目标l模式进入细胞阵列。所有图案的尺寸必须相同。的价值l必须匹配作为输入传递到一步方法。但是,您可以使用一种模式进行建模l多个目标。

RCS单位是平方米。

例子:(1, 1, 1, 1)

依赖关系

要启用此属性,请设置EnablePolarization财产

数据类型:

雷达散射矩阵(SCM)HH偏振分量,指定为复值矩阵或阵列。

应用程序
——- - - - - -P矩阵 指定散射矩阵偏振分量作为的函数高度角和P方位角度。相同的SCM矩阵用于所有频率。
——- - - - - -P——- - - - - -K数组 指定散射矩阵偏振分量作为的函数高度角,P方位角度,K频率。如果K = 1, RCS模式等价于a——- - - - - -P矩阵。
1 -P——- - - - - -K数组 指定散射矩阵偏振分量作为的函数P方位角度和K频率。这些尺寸格式适用于只有一个仰角的情况。
K——- - - - - -P矩阵

  • 向量的长度是由ElevationAngles财产。

  • P向量的长度是由AzimuthAngles财产。

  • K频率的数目是否由FrequencyVector财产。

您可以指定的偏振分量模式l通过将目标l模式进入细胞阵列。所有图案的尺寸必须相同。的价值l必须匹配作为输入传递到一步方法。但是,您可以使用一种模式进行建模l多个目标。

SCM单位以平方米为单位。

例子:(1, 1, 1, 1我]

依赖关系

要启用此属性,请设置EnablePolarization财产真正的

数据类型:
复数的支持:金宝app是的

雷达散射矩阵VV-pol组件,指定为复值向量、矩阵或数组。不同尺寸的案例有不同的应用。

应用程序
——- - - - - -P矩阵 指定散射矩阵偏振分量作为的函数高度角和P方位角度。相同的SCM矩阵用于所有频率。
——- - - - - -P——- - - - - -K数组 指定散射矩阵偏振分量作为的函数高度角,P方位角度,K频率。如果K = 1, RCS模式等价于a——- - - - - -P矩阵。
1 -P——- - - - - -K数组 指定散射矩阵偏振分量作为的函数P方位角度和K频率。这些尺寸格式适用于只有一个仰角的情况。
K——- - - - - -P矩阵

  • 向量的长度是由ElevationAngles财产。

  • P向量的长度是由AzimuthAngles财产。

  • K频率的数目是否由FrequencyVector财产。

您可以指定的偏振分量模式l通过将目标l模式进入细胞阵列。所有图案的尺寸必须相同。的价值l必须匹配作为输入传递到一步方法。但是,您可以使用一种模式进行建模l多个目标。

SCM单位以平方米为单位。

例子:(1, 1, 1, 1我]

依赖关系

要启用此属性,请设置EnablePolarization财产真正的

数据类型:
复数的支持:金宝app是的

雷达散射矩阵(SCM)HV-pol组件,指定为复值向量、矩阵或数组。不同尺寸的案例有不同的应用。

应用程序
——- - - - - -P矩阵 指定散射矩阵偏振分量作为的函数高度角和P方位角度。相同的SCM矩阵用于所有频率。
——- - - - - -P——- - - - - -K数组 指定散射矩阵偏振分量作为的函数高度角,P方位角度,K频率。如果K = 1, RCS模式等价于a——- - - - - -P矩阵。
1 -P——- - - - - -K数组 指定散射矩阵偏振分量作为的函数P方位角度和K频率。这些尺寸格式适用于只有一个仰角的情况。
K——- - - - - -P矩阵

  • 向量的长度是由ElevationAngles财产。

  • P向量的长度是由AzimuthAngles财产。

  • K频率的数目是否由FrequencyVector财产。

您可以指定的偏振分量模式l通过将目标l模式进入细胞阵列。所有图案的尺寸必须相同。的价值l必须匹配作为输入传递到一步方法。但是,您可以使用一种模式进行建模l多个目标。

SCM单位以平方米为单位。

例子:(1, 1, 1, 1我]

依赖关系

要启用此属性,请设置EnablePolarization财产真正的

数据类型:
复数的支持:金宝app是的

目标波动模型,指定为“Nonfluctuating”“Swerling1”“Swerling2”“Swerling3”,或“Swerling4”.如果将此属性设置为非“Nonfluctuating”,可以使用更新的输入参数一步方法。

例子:“Swerling3”

数据类型:字符

信号传播速度,指定为一个正标量。单位是米每秒。的返回值是缺省的传播速度physconst(“光速”).看到physconst为更多的信息。

例子:3 e8

数据类型:

工作频率,指定为正标量。单位为Hz。

例子:1 e9

数据类型:

信号采样率,指定为一个正实值标量。单位是赫兹。

例子:1 e6

数据类型:

处理子带的数目,指定为正整数。

例子:128

数据类型:

RCS波动模型随机数发生器的种子源,指定为“汽车”“属性”.当您将此属性设置为:

  • “汽车”,对象使用默认的MATLAB生成随机数®随机数生成器。

  • “属性”的方法指定随机数生成器种子种子财产。

当与并行计算工具箱™软件一起使用此对象时,将此属性设置为“汽车”

依赖关系

要启用此属性,请设置模型财产“Swerling1”“Swerling2”“Swerling3”,或“Swerling4”

数据类型:字符

随机数生成器种子,指定为小于2的非负整数32. .

例子:32301

依赖关系

要启用此属性,请设置SeedSource财产“属性”

数据类型:

方法

重置 复位状态系统对象
一步 雷达目标后向散射宽带信号
所有系统对象都是通用的
释放

允许系统对象属性值改变

例子

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计算从峰值RCS为10.0 m^2的非波动点目标反射的雷达信号。使用一个简单的目标RCS模式进行说明。真正的RCS模式更加复杂。RCS模式涵盖了10 - 30欧元的方位角和5 - 15欧元的仰角。RCS在20°方位角和10°仰角处达到峰值。RCS也与频率有关,在信号带宽内指定为5个频率。假设雷达工作频率为100 MHz,信号是具有20 MHz带宽的线性调频波形。

创建并绘制宽带信号。

c = physconst (“光速”);fs = 50 e6;pw = 20 e-6;脉冲重复频率= 1 / (2 * pw);fc = 100 e6;bw = 20 e6;波形=分阶段。LinearFMWaveform (“SampleRate”fs,“脉冲宽度”pw,...脉冲重复频率的脉冲重复频率,“OutputFormat”“脉冲”“NumPulses”, 1“SweepBandwidth”bw,...“SweepDirection”“下来”“信封”“矩形”“SweepInterval”...“对称”);wav =波形();n =大小(wav, 1);情节([0:(n - 1)] / fs * 1 e6,真实(wav),“b”)包含(“时间(\μs)”) ylabel (“波形级”网格)

使用简化的频率依赖性在信号带宽内的五个不同频率上创建一个RCS模式。频率相关性在工作频率上是统一的,在工作频率之外则是下降的。实际的频率相关性更复杂。绘制其中一个频率的RCS模式。

Fvec = fc + [-fs/2,-fs/4,0,fs/4,fs/2];Fdep = cos(3*(1 - fvec/fc));azmax = 20.0;elmax = 10.0;azpattern = [10.0:0.5:30.0];elpattern = [5.0:0.5:15.0];Rcspattern0 = 10.0*cosd(4*(elpattern - elmax))'*cosd(4*(azpattern - azmax));K = 1:5 rcspattern0*fdep(K);结束显示亮度图像(azpattern、elpattern、abs (rcspattern(:,: 1)))轴图像标题(RCS的)包含(的方位(度)) ylabel (的海拔(度)

创建分阶段。WidebandBackscatterRadarTarget系统对象�。

=阶段性目标。WidebandBackscatterRadarTarget (“模型”“Nonfluctuating”...“AzimuthAngles”azpattern,“ElevationAngles”elpattern,...“RCSPattern”rcspattern,“OperatingFrequency”足球俱乐部,“NumSubbands”32岁的...“FrequencyVector”, fvec);

对于恒定仰角的入射方位角序列,找到并绘制反射信号振幅。

az0 = 13.0;el = 10.0;Az = az0 + [0:2:20];纳兹=长度(az);纳兹magsig = 0 (1);K = 1:naz y = target(wav,[az(K);el]);magsig (k) = max (abs (y));结束情节(az, magsig“r”。)包含(的方位(度)) ylabel (散射信号幅度的网格)

计算一个RCS峰值为0.1 m^2的转弯4波动点目标的反射雷达信号。使用一个简单的目标RCS模式进行说明。真正的RCS模式更加复杂。RCS模式涵盖了10 - 30欧元的方位角和5 - 15欧元的仰角。RCS在20°方位角和10°仰角处达到峰值,其值为0.1 m^2。RCS也与频率有关,在信号带宽内指定为5个频率。假设雷达工作频率为100 MHz,信号为20 MHz带宽的线性调频波形。采样频率为50 MHz。

创建并绘制宽带信号。

c = physconst (“光速”);fs = 50 e6;pw = 20 e-6;脉冲重复频率= 1 / (2 * pw);fc = 100.0 e6;bw = 20.0 e6;波形=分阶段。LinearFMWaveform (“SampleRate”fs,“脉冲宽度”pw,...脉冲重复频率的脉冲重复频率,“OutputFormat”“脉冲”“NumPulses”, 1“SweepBandwidth”bw,...“SweepDirection”“下来”“信封”“矩形”“SweepInterval”...“对称”);wav =波形();

使用简单的频率依赖性在信号带宽内的五个不同频率上创建一个RCS模式。频率依赖性被设计成在工作频率上是统一的,而在该频带之外则是下降的。实际的频率相关性更复杂。

Fvec = fc + [-fs/2,-fs/4,0,fs/4,fs/2];Fdep = cos(3*(1 - fvec/fc));azmax = 20.0;elmax = 10.0;azangs = [10.0:0.5:30.0];elangs = [5.0:0.5:15.0];Rcspattern0 = 0.1*(cosd((elangs - elmax))'*cosd((azangs - azmax))).^2;K = 1:5 rcspattern0*fdep(K);结束显示亮度图像(azangs、elangs、abs (rcspattern(:,:, 5)))轴图像xy标题(RCS的)包含(的方位(度)) ylabel (的海拔(度)) colorbar

创建分阶段。WidebandBackscatterRadarTarget系统对象�。

=阶段性目标。WidebandBackscatterRadarTarget (“模型”“Swerling4”...“SeedSource”“属性”“种子”, 100213,“AzimuthAngles”azangs,...“ElevationAngles”elangs,“RCSPattern”rcspattern,...“OperatingFrequency”足球俱乐部,“NumSubbands”32岁的“FrequencyVector”, fvec);

找出并绘制100个入射信号样本和两个序列反射信号,分别位于10°方位角和10°仰角。每次执行System对象时更新RCS。

阿兹= 10.0;el = 10.0;refl_wav1 =目标(wav, az, el, true);refl_wav2 =目标(wav, az, el, true);n = 100;情节([0:(n - 1)] / fs * 1 e6,真实(wav (1: n)))情节([0:(n - 1)] / fs * 1 e6,真实(refl_wav1 (1: n)),“。”)情节([0 (n - 1)): e6 / fs * 1,实际(refl_wav2 (1: n)),“。”)举行传奇(“事件信号”“第一背散射信号”“第二个背散射信号”)包含(“时间(\μs)”) ylabel (“波形级”)标题(“Swerling 4 RCS”

更多关于

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参考文献

[1]莫特,H。雷达和通信用天线.纽约:约翰·威利父子公司,1992年。

理查兹硕士。雷达信号处理基础.纽约:麦格劳-希尔,2005年。

Skolnik [3], M。雷达系统简介纽约:麦格劳-希尔出版社,2001。

扩展功能

介绍了R2016b