此示例显示如何使用Simulink®建模端到端的单体雷达。万博1manbetx单体雷达由与接收器结合的发射器组成。发射机产生脉冲,该脉冲击中目标并产生由接收器接收的回波。通过测量回声的时间位置,您可以估计目标的范围。该示例的第一部分演示了如何使用单个元素天线的等效检测单个目标的范围。该示例的第二部分将展示如何用4元元均匀的线性阵列(ULA)构建单体雷达,检测4个目标的范围。
此示例包括两个Simulink®模型:万博1manbetx
单身雷达与一个目标:slexMonostaticRadarExample.slx
有四个目标的单机Ula雷达:slexMonostaticRadarMultipleTargetsExample.slx
该模型模拟了一个简单的端到端单体雷达。使用没有窄带传输阵列块的发射器块相当于建模单个各向同性天线元件。通过发射器块放大矩形脉冲,然后传播到自由空间中的目标。然后将噪声和放大在接收器前置放大器块中应用于返回信号,然后是匹配的滤波器。范围损耗得到补偿,并且脉冲是非混合的集成。大多数设计规范都来自于此模拟雷达接收器的测试信号为系统对象提供的示例。
该模型由一个收发器、一个信道和一个目标组成。对应于该模型每个部分的模块包括:
收发器
矩形的
-创建矩形脉冲。
发射机
- 放大脉冲并将发送/接收状态发送到接收器前置放大器
块以指示其是否正在传输。
接收器前置放大器
- 当变送器关闭时,从自由空间接收脉冲。该块还向信号增加了噪声。
常数
- 用于设置雷达的位置和速度。他们的价值观由此收到纵横太空
块使用这块后藤
和从…起
。
信号处理
- 子系统执行匹配过滤和脉冲集成。
目标射程范围
-显示积分脉冲作为范围的函数。
信号处理子系统
匹配滤波器
- 执行匹配过滤以改善SNR。
TVG
- 补偿范围损失的时间变化。
脉冲积分器
-对多个脉冲进行非相干积分。
频道
纵横太空
- 应用传播延迟,损耗和多普勒转移到脉冲。一个块用于发射的脉冲,另一个块用于反射脉冲。这纵横太空
块需要雷达和目标的位置和速度。这些是使用后藤
和从…起
阻碍。
目标
目标
- 子系统根据指定的RCS反映脉冲。该子系统包括一个站台
模块,该模块对提供给服务器的目标的速度和位置进行建模纵横太空
块使用这块后藤
和从…起
在这个例子中,目标是静止的,距离雷达1998米。
模型的多个对话框参数由helper函数计算求助者克朗斯特图radarparam.。要从模型中打开功能,请单击“修改仿真参数
块此函数在加载模型时执行一次。它将对话框引用其字段的结构导出到工作区。要修改任何参数,请在命令提示下更改结构中的值,或编辑helper函数并重新运行以更新参数结构。
下图显示了目标的范围。从反射脉冲的往返延迟计算目标范围。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约2000米。此范围位于雷达的50米范围内,从实际范围内。
该模型估计使用单体雷达的四个固定目标的范围。雷达收发器使用4元元均匀的线性天线阵列(ULA),以改善方向性和增益。波束形成器也包括在接收器中。目标位于1988,3532,3845和距雷达1045米处。
添加到上一示例中的块包括:
窄带TX阵列
- 模拟用于传输窄带信号的天线阵列。使用块对话框的“传感器阵列”选项卡配置天线阵列。这窄带TX阵列
块模拟脉冲在使用指定的四个方向上通过天线阵列的传输昂
港口。该块的输出是四列的矩阵。每列对应于朝向四个目标的方向传播的脉冲。
窄带RX阵列
- 模拟用于接收窄带信号的天线阵列。使用块对话框的“传感器阵列”选项卡配置数组。块从使用的四个方向接收脉冲昂
港口。该块的输入是四列的矩阵。每列对应于从每个目标的方向传播的脉冲。块的输出是4列的矩阵。每个列对应于在每个天线元件处接收的信号。
射程角
- 计算雷达和目标之间的角度。角度被使用窄带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
-波束形成接收器前置放大器
.波束形成器的输入为4列矩阵,每列表示在每个天线单元接收的信号。输出为接收信号的波束形成向量。
此示例演示了如何使用单个站台
那纵横太空
和目标
块对所有四条往返传播路径进行建模。在站台
块中,初始位置和速度参数指定为三乘四矩阵。每个矩阵列对应于不同的目标。位置和速度输入到纵横太空
块来自输出站台
分块为三乘四矩阵。同样,每个矩阵列对应于不同的目标。系统的信号输入和输出纵横太空
块有四列,一列表示到每个目标的传播路径。这个纵横太空
块已启用双向传播设置。“平均雷达横截面”(RCS)参数目标
块被指定为代表每个目标RCS的四个元素的向量。
模型的多个对话框参数由helper函数计算求助者克朗斯特图aradarmultipletargetsparam.。要从模型中打开功能,请单击“修改仿真参数
块此函数在加载模型时执行一次。它将对话框引用其字段的结构导出到工作区。要修改任何参数,请在命令提示下更改结构中的值,或编辑helper函数并重新运行以更新参数结构。
下图显示了目标的探测范围。目标范围是根据目标反射信号的往返时间延迟计算得出的。我们可以看到目标距离雷达约2000、3550和3850米。这些结果在雷达距离实际距离50米的范围分辨率内。