目錄

一、探索示例

1.1 收發(fā)器

1.2?信號處理子系統(tǒng)

?1.3?渠道

1.4?目標(biāo)子系統(tǒng)

二、結(jié)果和顯示

三、總結(jié)

四、程序

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本示例演示如何仿真寬帶雷達(dá)系統(tǒng)。當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)的帶寬超過系統(tǒng)中心頻率的5%時(shí)，通常被認(rèn)為是寬帶的。對于此示例，將使用 10% 的帶寬。

一、探索示例

對于寬帶信號，傳播損耗和目標(biāo)RCS在系統(tǒng)帶寬上可能會有很大差異。正是由于這個(gè)原因，不能使用窄帶模型，因?yàn)樗鼈冎荒苣M單個(gè)頻率的傳播和目標(biāo)反射。相反，寬帶模型將系統(tǒng)的帶寬劃分為多個(gè)子帶。然后將每個(gè)子帶建模為窄帶信號，并將每個(gè)子帶內(nèi)的接收信號重新組合，以確定整個(gè)系統(tǒng)帶寬上的響應(yīng)。

?該模型由收發(fā)器、通道和目標(biāo)組成。對應(yīng)于模型每個(gè)部分的塊是

1.1 收發(fā)器

• Linear FM- 創(chuàng)建線性 FM 脈沖。

• Transmitter- 放大脈沖并向塊發(fā)送發(fā)送/接收狀態(tài)以指示它是否正在傳輸。Receiver Preamp

• Receiver Preamp- 當(dāng)發(fā)射器關(guān)閉時(shí)接收傳播的脈沖。該模塊還會給信號增加噪聲。

• Platform- 用于模擬雷達(dá)的運(yùn)動。

• Signal Processing- 子系統(tǒng)執(zhí)行拉伸處理、多普勒處理和本底噪聲估計(jì)。

• Matrix Viewer- 將處理的脈沖顯示為測量范圍、徑向速度和估計(jì)信號功率與干擾加噪聲功率比 （SINR） 的函數(shù)關(guān)系。

1.2?信號處理子系統(tǒng)

• Stretch Processor- 通過在模擬域中將接收信號與延遲到選定參考范圍的傳輸線性FM波形混合來減少接收信號。

• Decimator- 子系統(tǒng)根據(jù)拉伸處理器中選擇的范圍跨度所需的帶寬，降低仿真的采樣率，從而對模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 的采樣率進(jìn)行建模。

• Buffer CPI- 子系統(tǒng)收集多個(gè)脈沖重復(fù)間隔（PRI）以形成相干處理間隔（CPI），從而可以通過多普勒處理進(jìn)行徑向速度估計(jì)。

• Range-Doppler Response- 沿范圍和多普勒維度計(jì)算DFT，以估計(jì)接收脈沖的范圍和徑向速度。

• CA CFAR 2-D- 使用距離和多普勒的細(xì)胞平均（CA）方法估計(jì)接收信號的本底噪聲。

• Compute SINR- 子系統(tǒng)使用 CFAR 檢測器的計(jì)算閾值對接收信號進(jìn)行歸一化，以分貝 （dB） 為單位返回估計(jì)的 SINR。

?1.3?渠道

• Wideband Two-Ray- 將平坦地面的傳播延遲、損耗、多普勒頻移和多徑反射應(yīng)用于脈沖。一個(gè)模塊用于傳輸脈沖，另一個(gè)模塊用于反射脈沖。這些塊需要雷達(dá)和目標(biāo)的位置和速度。這些是使用和塊提供的。

1.4?目標(biāo)子系統(tǒng)

子系統(tǒng)根據(jù)寬帶RCS模型和呈現(xiàn)給雷達(dá)的目標(biāo)縱橫角對目標(biāo)的運(yùn)動進(jìn)行建模并反射脈沖。在本例中，目標(biāo)位于距離寬帶雷達(dá) 3000 米處，并以 100 m/s 的速度遠(yuǎn)離雷達(dá)。

• Platform- 用于模擬目標(biāo)的運(yùn)動。塊使用目標(biāo)的位置和速度值來模擬傳播，并用塊計(jì)算信號在目標(biāo)位置的入射角。

• Range Angle- 計(jì)算傳播信號在目標(biāo)位置的方位角和仰角的入射角。

• Wideband Backscatter Target- 對目標(biāo)對入射脈沖的寬帶反射進(jìn)行建模。本次仿真使用建模目標(biāo)雷達(dá)橫截面示例中引入的擴(kuò)展寬帶目標(biāo)建模目標(biāo)雷達(dá)橫截面模型。

二、結(jié)果和顯示

下圖顯示了目標(biāo)的范圍和徑向速度。目標(biāo)范圍是根據(jù)反射脈沖的往返延遲計(jì)算得出的。通過使用DFT來比較接收到的目標(biāo)在相干脈沖間隔（CPI）上的相位進(jìn)程，從而估計(jì)目標(biāo)的徑向速度。目標(biāo)的范圍和徑向速度是從拉伸峰值和多普勒處理輸出開始測量的。

盡管在本例中僅對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行了建模，但在圖的右上角觀察到了三個(gè)目標(biāo)返回。沿發(fā)射和接收路徑的多徑反射產(chǎn)生第二個(gè)和第三個(gè)目標(biāo)回波，通常分別稱為單反彈和雙反彈回波。目標(biāo)的預(yù)期范圍和徑向速度是根據(jù)仿真參數(shù)計(jì)算的。?

該預(yù)期范圍和徑向速度與上圖中的模擬結(jié)果一致。還可以找到多路徑返回之間的預(yù)期分離。

三、總結(jié)

本示例演示了如何在 Simulink? 中對端到端寬帶雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行建模。傳播損耗和目標(biāo)RCS在系統(tǒng)帶寬上的變化需要使用寬帶傳播和目標(biāo)模型。

使用模塊估計(jì)接收目標(biāo)返回的信干加噪聲比（SINR）。CFAR估計(jì)器使用小區(qū)平均來估計(jì)目標(biāo)回波附近的噪聲和干擾功率，從而可以計(jì)算接收信號的SINR。

目標(biāo)在多徑環(huán)境中使用，這產(chǎn)生了雷達(dá)觀察到的三個(gè)目標(biāo)回波。這些回波對應(yīng)于與單基地雷達(dá)和目標(biāo)之間的雙向信號傳播相關(guān)的視線、單次反彈和雙反彈路徑。顯示范圍內(nèi)多路徑返回的模擬分離與從建模幾何計(jì)算的預(yù)期分離相匹配。

四、程序

使用Matlab R2022b版本，點(diǎn)擊打開。

打開下面的“slexWidebandMonostaticRadarExample.slx”文件，點(diǎn)擊運(yùn)行，就可以看到上述效果。

方式一：

程序下載鏈接：https://download.csdn.net/download/weixin_45770896/87429403

方式二：

關(guān)注下面公眾號，點(diǎn)擊文章《基于Simulink寬帶單基地雷達(dá)系統(tǒng)仿真（附源碼）》，獲取源碼鏈接。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于Simulink宽带单基地雷达系统仿真（附源码）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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