相控阵系统中的运动建模- MATLAB & Simulink万博1manbetx - 万博1manbetx,s manbetx 845,万博尤文图斯

相控阵系统中的运动建模

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在相控阵系统的应用中一个关键的组成部分是在空间中建模运动的能力。这种模型包括阵列、目标和干扰源的运动。为了方便起见，您可以忽略这些对象之间的区别，而将它们共同建模为平台的运动。

伸展物体在空间中既可作平移运动，也可作旋转运动。相控阵系统工具箱™软件支持平移运动的建模。万博1manbetx

对平动平台的运动进行建模需要确定位置和速度矢量。位置矢量的指定意味着坐标系统。在相控阵系统工具箱中，平台位置和速度在全球坐标系统．你可以把平台的位置想象成从全局原点出发的位移矢量或者是一个点相对于全局原点的坐标。

让r₀表示时刻0和时的位置向量v表示速度矢量。平台的位置矢量作为时间的函数，r (t)是:

$r （ t ）＝ r_{0} + v t$

下图描述了平移运动的矢量解释。

当平台代表传感器元素或阵列时，了解元素或阵列的方向是很重要的本地坐标轴．例如，从入射波形中提取角度信息时，需要确定局部坐标轴的方向。看到全球和局部坐标系获取软件中全局和局部坐标系的描述。最后，对于具有不同速度的平台，你必须能够随着时间的推移更新速度向量。

控件可以对平台位置、速度和局部轴方向进行建模分阶段。平台对象。

匀速平台运动

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从一个简单的例子开始，模拟一个平台的运动超过10个时间步。为了确定时间步长，假设您有一个脉冲重复频率(PRF)为1千赫兹的脉冲发射器。因此，每个脉冲之间的时间间隔是1毫秒。设置时间步长等于脉冲重复间隔。

脉冲重复频率= 1 e3;Tstep = 1 /脉冲重复频率;Nsteps = 10;

接下来，构造一个指定平台初始位置和速度的平台对象。假设平台的初始位置在距离原点100米处(80,0)．假设速度约为30m /s (m/s)，速度矢量由(15日,25.98,0)．

平台=分阶段。平台(“InitialPosition”(60; 80; 0),“速度”[15, 25.98, 0]);

平台的局部坐标轴的方向为InitialOrientationAxes财产。您可以通过输入来查看此属性的值hplat。InitialOrientationAxes在MATLAB™命令提示符。因为InitialOrientationAxes属性的构造中未指定分阶段。平台系统对象™，属性被赋值为其默认值[1 0 0;0 1 0;0 0 1]．使用一步方法模拟平台的平动运动。

initialPos = platform.InitialPosition;为k = 1:Nsteps pos = platform(Tstep);结束finalPos = pos + platform.Velocity*Tstep;distTravel = norm(finalPos - initialPos)

distTravel = 0.3000

的一步方法返回平台的当前位置，然后根据时间步长和速度更新平台位置。类的第一次调用一步方法，则输出平台的位置为t = 0．

回想一下，平台以大约30米/秒的恒定速度移动。经过的总时间是0.01秒。调用一步方法返回平台的当前位置，然后更新该位置。因此，你期望最终位置与初始位置相差0。30米。通过检查值来确认这一差异distTravel．

改变速度的平台运动

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相控阵应用中的大多数平台都不是以恒定速度移动的。如果由时间步长数描述的时间间隔相对于平台速度来说很小，那么通常可以将速度近似为常数。然而，在有些情况下，您必须随着时间的推移更新平台速度。你可以用分阶段。平台系统对象™，因为速度属性是可调．

本例对静止的目标进行建模。初速度矢量是(0, 0, 0)．假设时间步长为1毫秒。500毫秒后，平台开始以大约10米/秒的速度移动。速度矢量为(7.07, 7.07, 0)．平台以这个速度继续运行500毫秒。

Tstep = 1 e - 3;Nsteps = 1 / Tstep;平台=分阶段。平台(“InitialPosition”, 100; 100; 0);为k = 1:Nsteps/2 [tgtpos,tgtvel] = platform(Tstep);结束平台。速度＝[7.07; 7.07; 0];为k = Nsteps/2+1:Nsteps [tgtpos,tgtvel] = platform(Tstep);结束

不同平台间的轨迹范围和角度变化

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此示例使用分阶段。平台系统对象™来模拟静止雷达和移动目标之间的距离变化。雷达位于(1000、1000、0)速度是(0, 0, 0)．目标的初始位置是(5000、8000、0)，并以恒定的速度运动(30日? 45,0)．脉冲重复频率(PRF)为1 kHz。假设雷达发射十个脉冲。

脉冲重复频率= 1 e3;Tstep = 1 /脉冲重复频率;雷达=分阶段。平台(“InitialPosition”, 1000; 1000; 0);=阶段性目标。平台(“InitialPosition”(5000; 8000; 0),．..“速度”, -30; -45; 0);

计算初始目标距离和角度。

[initRng, initAng] = rangeangle(target.InitialPosition,radar.InitialPosition);

计算相对径向速度。

v = radialspeed (target.InitialPosition target.Velocity,．..radar.InitialPosition);

模拟目标运动。

Npulses = 10;为num = 1: n脉冲tgtpos =目标(Tstep);结束

计算最后的目标位置。

tgtpos = tgtpos + target.Velocity*Tstep;

计算最终目标距离和角度。

[finalRng, finalAng] = rangeangle (tgtpos radar.InitialPosition);deltaRng = finalRng - initRng

deltaRng = -0.5396

目标的恒定速度约为54米/秒。经过的总时间是0.01秒。目标和雷达之间的距离应该减少约54厘米。比较目标的初始射程，initRng，到最后的范围，finalRng，以确认这种减少发生。