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M6米乐最新下载地址单基站脉冲测距雷达建模学习
发布时间:2024-03-13 11:05:55 来源:米乐m6网页版登录 作者:米乐m6登录米乐平台

  物理位置上可以认为是同一个点。发射器产生一个脉冲,该脉冲击中目标并产生接收器接收的回波。通过测量回波在时间上的位置,我们可以估计目标的距离。

  本示例重点介绍脉冲雷达系统设计,该系统可以实现对雷达系统参数的评估,概述了将雷达性能指标(如探测概率和距离分辨率)转换为雷达系统参数(如发射功率和脉冲宽度)的步骤。同时对环境和目标进行建模,并合成接收的信号。最后,将信号处理技术应用于接收信号,以检测目标的范围。

  由于相干检测需要相位信息,因此计算成本更高,因此我们采用非相干检测方案,此示例假定为自由空间环境。

  在本例中,使用最简单的矩形波。所需的距离分辨率决定了波形的带宽,对于矩形波形,带宽决定了脉冲宽度。

  脉冲波形的另一个重要参数是脉冲重复频率(PRF)。PRF 由最大探测距离决定。matlab程序如下

  假设接收器中存在的唯一噪声是热噪声,因此此仿真中不涉及任何杂波。热噪声的功率与接收器带宽有关,本实例接收器的噪声带宽设置为与波形带宽相同。在实际系统中通常就是这种情况。假设接收器具有20 dB增益和0 dB噪声系数。

  发射器最关键的参数是峰值发射功率。所需的峰值功率与许多因素有关,包括最大探测距离、接收器所需的SNR以及波形的脉冲宽度。其中,接收器所需的信噪比由Pd(检测概率)、 Pfa(误警概率)的设计目标以及接收器实施的检测方案决定。

  在雷达系统中,信号以电磁波的形式传播,信号需要由雷达系统中使用的天线辐射和拾取。这就是散热器和收集器进入图片的地方。

  在单基地雷达系统中,辐射器和拾取器共享同一天线,为了简化设计,本实例使用各向同性天线GHz,天线 GHz。同时假设天线是静止的。

  信号处理前先定义时间网格,为便于计算,定义一个粗的时间网格为一个脉冲周期,细的时间网格为采样时间。这样脉冲就可以使用二维数组表示,定义如下:

  在雷达应用中,使用检波器将信号功率与阈值功率进行比较,以获得满足指标的Pfa。本实例假设噪声为高斯白噪声,检测为非相干检测,因此阈值功率可以根据下面程序进行计算。

  匹配滤波可以提升信号增益,从而可以提升检测概率,本实例使用发送脉冲作为匹配滤波输入进行匹配滤波,程序如下。

  引入固有滤波器延迟,使峰值位置(最大SNR输出样本)不再与真实目标位置对齐。为了补偿这种延迟,在本例中,我们将匹配滤波器的输出向前移动,并在末尾填充零。在实际系统中,由于数据是连续收集的,因此实际上没有尽头,只能通过后续计算滤波器固有延迟进行补偿。

  在匹配滤波后,SNR得到改善。但是由于接收信号功率取决于距离,因此近距离目标能量仍然比远处目标要强得多。如上图所示,来自近距离目标的噪声有很大可能超过阈值并遮蔽更远的目标。为了确保阈值对可检测范围内的所有目标都是公平的,本实例使用时变增益来补偿接收回波中的距离相关损耗。

  为了补偿与距离相关的损耗,我们首先计算对应于每个信号样本的距离,然后计算对应于每个距离的自由空间路径损耗。获得该信息后,我们对接收到的脉冲施加时变增益,以便返回值好像来自相同的参考距离(最大可检测范围)。



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