主要内容

在Simulink中模拟雷达接收机测试信号万博1manbetx

这个例子使用了:

开放模式

本示例展示了如何使用Simulink®对端到端单站雷达建模。万博1manbetx单站雷达由一台发射机和一台接收机组成。发射器产生一个击中目标的脉冲，并产生一个被接收器接收到的回波。通过测量回波的时间位置，可以估计目标的范围。本示例的第一部分演示了如何使用等效的单单元天线来检测单个目标的距离。本例的第二部分将展示如何构建具有4元均匀线性阵列(ULA)的单站雷达，该雷达检测4个目标的范围。

可用的示例实现

本例包括两个Simulink®模型:万博1manbetx

单目标雷达

该模型模拟了一个简单的端到端单站雷达。使用发射单元而不使用窄带发射阵列单元相当于模拟单个各向同性天线单元。矩形脉冲由发射机块放大，然后在自由空间中传播到目标或从目标传播出去。然后在接收前置放大器块中对返回信号施加噪声和放大，然后使用匹配的滤波器。对距离损失进行补偿，并对脉冲进行非相干积分。大部分的设计规范都是从雷达接收机模拟测试信号为系统对象提供的示例。

该模型由收发器、信道和目标组成。对应于模型的每个部分的块是:

收发器

  • 矩形-创建矩形脉冲。

  • 发射机-放大脉冲并发送发送/接收状态到接收机前置放大器块，以指示它是否正在传输。

  • 接收机前置放大器-当发射器关闭时，接收来自空闲空间的脉冲。这个块也给信号增加了噪声。

  • 常数—设置雷达的位置和速度。对象接收它们的值空闲空间块使用转到而且从．

  • 信号处理—子系统进行匹配过滤和脉冲积分。

  • 目标范围-显示集成脉冲作为范围的函数。

信号处理子系统

  • 匹配滤波器—通过匹配过滤提高信噪比。

  • TVG-时变增益，以补偿范围损失。

  • 脉冲积分器-非相干地集成几个脉冲。

通道

  • 空闲空间-对脉冲应用传播延迟、损耗和多普勒频移。一块用于传输脉冲，另一块用于反射脉冲。的空闲空间方块需要雷达和目标的位置和速度。这些都是使用转到而且从块。

目标

  • 目标—子系统按规定的RCS反射脉冲。该子系统包括平台块，对提供给对象的目标的速度和位置建模空闲空间块使用转到而且从块。在这个例子中，目标是静止的，并且定位在距离雷达1998米的地方。

案例探究

该模型的几个对话框参数由助手函数计算helperslexMonostaticRadarParam．要从模型中打开函数，请单击修改仿真参数块。该函数在加载模型时执行一次。它向工作区导出一个结构，该结构的字段由对话框引用。要修改任何参数，要么在命令提示符处更改结构中的值，要么编辑helper函数并重新运行它以更新参数结构。

结果和显示

下图显示了目标的范围。目标距离由反射脉冲的往返延迟计算。从匹配滤波器输出的峰值测量延迟。我们可以看到目标距离雷达大约2000米。这一距离在雷达与实际距离的50米距离分辨率范围内。

单站多目标雷达

该模型使用单站雷达估计四个静止目标的距离。雷达收发器使用4元均匀线性天线阵列(ULA)以改善方向性和增益。接收器中还包括波束形成器。目标定位在距离雷达1988、3532、3845和1045米。

添加到前面示例中的块是:

  • 窄带Tx阵列—用于窄带信号的天线阵列建模。天线阵列使用块的对话框面板的“传感器阵列”选项卡进行配置。的窄带Tx阵列块模拟脉冲通过天线阵列在指定的四个方向上的传输盎端口。这个块的输出是一个四列的矩阵。每一列对应向四个目标方向传播的脉冲。

  • 窄带Rx阵列—模拟接收窄带信号的天线阵列。该阵列使用块的对话框面板的“传感器阵列”选项卡进行配置。信号块接收来自指定的四个方向的脉冲盎端口。这个块的输入是一个四列的矩阵。每一列对应于从每个目标方向传播的脉冲。块的输出是一个4列的矩阵。每一列对应于每个天线元件接收到的信号。

  • 角范围-计算雷达和目标之间的角度。角度是由窄带Tx阵列和窄带Rx阵列块，以确定在哪个方向模拟脉冲的传输或接收。

  • 相移波束形成器波束形成的输出接收机前置放大器．波束形成器的输入是一个4列的矩阵，其中一列为每个天线元件接收的信号。输出是接收信号的波束形矢量。

这个例子说明了如何使用single平台，空闲空间而且目标块来建模所有四个往返传播路径。在平台块，初始位置和速度参数指定为3乘4矩阵。每个矩阵列对应一个不同的目标。的位置和速度输入空闲空间块的输出平台块作为3乘4矩阵。同样，每个矩阵列对应不同的目标。信号的输入和输出空闲空间块有四列，一列为每个目标的传播路径。的空闲空间块启用了双向传播设置。雷达的平均雷达截面(RCS)参数目标block被指定为由四个元素组成的向量，表示每个目标的RCS。

案例探究

该模型的几个对话框参数由助手函数计算helperslexMonostaticRadarMultipleTargetsParam．要从模型中打开函数，请单击修改仿真参数块。该函数在加载模型时执行一次。它向工作区导出一个结构，该结构的字段由对话框引用。要修改任何参数，要么在命令提示符处更改结构中的值，要么编辑helper函数并重新运行它以更新参数结构。

结果和显示

下图为目标的检测范围。从目标反射信号的往返时间延迟计算目标范围。我们可以看到，目标距离雷达大约2000米、3550米和3850米。这些结果在雷达与实际距离的50米距离分辨率范围内。