模拟双基地极化雷达
这个例子演示了如何模拟一个极化双基地雷达系统来估计目标的距离和速度。考虑了发射机、接收机和目标的运动学。有关极化建模功能的更多信息，请参见极化建模与分析．
系统设置
该系统工作在300 MHz，使用线性调频波形，其最大明确的范围是48公里。距离分辨率为50米，时间带宽积为20。
maxrng = 48 e3;%最大射程rngres = 50;%距离分辨率tbprod = 20;%时间带宽积
发射机的峰值功率为2kw，增益为20db。接收机还提供20 dB的增益，噪声带宽与波形的扫描带宽相同。
发射天线阵列是位于原点的静止四元ULA。该阵列由垂直偶极子组成。
txAntenna =分阶段。ShortDipoleAntennaElement (“AxisDirection”，“Z”）;(波形,发射机,txmotion散热器)=．..helperBistatTxSetup (maxrng rngres、tbprod txAntenna);
接收天线阵列也是4元ULA;它位于距离发射天线[20000;1000;100]米处，以[0;20;0]m/s的速度运动。假设接收阵列中的元素也是垂直偶极子。接收天线阵列是定向的，使其宽面指向发射天线。
rxAntenna =分阶段。ShortDipoleAntennaElement (“AxisDirection”，“Z”）;[收集器,接收机,rxmotion、rngdopresp beamformer] =．..helperBistatRxSetup (rngres rxAntenna);
太空中有两个目标。第一个是点目标模型为球体;它保留了入射信号的偏振状态。它位于距离发射阵列[15000;1000;500]米的位置，以[100;100;0]m/s的速度移动。
第二个目标位于距离发射阵列[35000;-1000;1000]米处，以[-160;0;-50]m/s的速度接近。与第一个目标不同，第二个目标反转入射信号的偏振状态，即输入信号的水平/垂直偏振分量成为输出信号的垂直/水平偏振分量。
(目标,tgtmotion txchannel rxchannel] =．..helperBistatTargetSetup (waveform.SampleRate);
单个散射矩阵是一个相当简单的目标极化模型。假设无论入射和反射方向如何，H分量和V分量之间的功率分布是固定的。然而，即使是这样一个简单的模型也可以在模拟中揭示复杂的目标行为，这是因为:(1)H和V方向随入射和反射方向的不同而不同;(2)由目标局部坐标系确定的方向也会影响偏振匹配。
系统仿真
下一节模拟256个接收脉冲。接收阵列向两个目标波束形成。第一个图显示了系统设置以及接收阵列和目标的移动方式。第二幅图显示了接收机阵列每接收64个脉冲产生的距离-多普勒图。
Nblock = 64;%释放量dt = 1 / waveform.PRF;复杂(y = 0(圆(waveform.SampleRate * dt), Nblock));hPlots = helperBistatViewSetup (txmotion rxmotion tgtmotion,波形,．..rngdopresp y);Npulse = Nblock * 4;为m = 1: Npulse%更新发射机、接收机和目标的位置[传真照片,tvel txax] = txmotion (dt);[rpo, rvel rxax] = rxmotion (dt);[tgtp, tgtv tgtax] = tgtmotion (dt);%计算发射机看到的目标角度[txrng, radang] = rangeangle(传真照片,tgtp txax);模拟脉冲在目标方向上的传播wav =波形();wav =发射机(wav);sigtx =散热器(wav, radang, txax);sigtx = txchannel (sigtx传真照片,tgtp tvel, tgtv);反射目标的脉冲为n = 2: 1:1%计算每个目标的双基地前进和后退角度[~, fwang] = rangeangle(传真照片,tgtp (:, n), tgtax (:,:, n));[rxrng (n), bckang] = rangeangle (rpo, tgtp (:, n), tgtax (:,:, n));sigtgt (n) =目标{n} (sigtx (n), fwang, bckang, tgtax (:,:, n));结束接收路径传播rpo, sigrx = rxchannel (sigtgt tgtp tgtv, rvel);[~, inang] = rangeangle (rpo, tgtp rxax);传真照片,rspeed_t = radialspeed (tgtp tgtv tvel);rpo, rspeed_r = radialspeed (tgtp tgtv rvel);%在双基地接收机接收目标返回信号sigrx =收集器(sigrx inang rxax);yc = beamformer (sigrx inang);y(:,国防部(m - 1, Nblock) + 1) =接收机(sum (yc, 2));helperBistatViewTrajectory (hPlots传真照片,rpo, tgtp);如果~rem(m,Nblock) rd_rng = (txrng+rxrng)/2;rd_speed = rspeed_t + rspeed_r;helperBistatViewSignal (hPlots波形,rngdopresp y rd_rng,．..rd_speed)结束结束
距离多普勒地图只显示从第一个目标返回。这可能并不奇怪，因为发射和接收阵列都是垂直极化的，第二个目标将垂直极化波映射到水平极化波。从第二目标接收的信号大多与接收阵列的极化正交，造成显著的极化损失。
人们还可能注意到，所得到的距离和径向速度与目标相对于发射机的距离和径向速度不一致。这是因为在双基地配置中，估计距离实际上是目标距离相对于发射机和接收机的几何平均值。同样，估计的径向速度是目标相对于发射机和接收机的径向速度之和。地图上的圆圈表示目标在距离多普勒地图上应该出现的位置。需要进一步的处理来确定目标的确切位置，但这些超出了本例的范围。
使用圆极化接收阵列
垂直偶极子具有低成本和全向特性，在实际应用中是一种非常受欢迎的发射天线选择。然而，前面的仿真表明，如果在接收机中使用相同的天线，系统有错过某些目标的风险。因此，在这种配置下，线极化天线往往不是接收天线的最佳选择，因为无论线极化如何对齐，都存在正交极化。当反射信号的偏振态接近该方向时，偏振损耗会很大。
解决这个问题的一种方法是在接收端使用圆极化天线。圆极化天线不能完全匹配任何线极化。但另一方面，圆极化天线与线极化信号之间的极化损耗为3db，无论线极化在哪个方向。因此，尽管它从未给出最大的回报，但它从未错过一个目标。一种常用的圆极化天线是交叉偶极子天线。
下一节将展示交叉偶极子天线用于形成接收阵列时会发生什么。
rxAntenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement;收集器=克隆(收集器);collector.Sensor.Element = rxAntenna;txmotion helperBistatSystemRun(波形,发射机,散热器,收藏家,．..接收机、rxmotion rngdopresp beamformer,目标,tgtmotion, txchannel,．..rxchannel、hPlots Nblock Npulse);
距离多普勒地图现在显示了两个目标的正确位置。
总结
这个例子展示了一个双基地极化雷达的系统级仿真。该示例生成了不同发射/接收阵列极化配置的接收信号的距离-多普勒图，并展示了圆极化天线如何避免由于目标的极化散射特性而丢失线性极化信号。
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