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一、前言

此示例展示了如何使用 Simulink® 对端到端单基地雷达进行建模。单基地雷达由与接收器共置的发射器组成。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。通过测量回波的时间位置，您可以估计目标的范围。此示例的第一部分演示如何使用等效的单元件天线检测单个目标的范围。示例的第二部分将展示如何构建具有 4 元素均匀线性阵列 （ULA） 的单基地雷达，该雷达可检测 4 个目标的范围。

二、可用的实现示例

此示例包括两个 Simulink®模型：

• 具有一个目标的单基地雷达

• 具有四个目标的单基地ULA雷达

三、单基地雷达与一个目标

该模型模拟简单的端到端单基地雷达。使用不带窄带发射阵列模块的发射器模块等效于对单个各向同性天线元件进行建模。矩形脉冲由发射器块放大，然后在自由空间中传播到目标或从目标传播。然后在接收器前置放大器模块中对返回信号施加噪声和放大，然后施加匹配的滤波器。补偿距离损耗，脉冲非相干积分。

该模型由收发器、通道和目标组成。对应于模型每个部分的块是：

3.1 收发器

• Rectangular- 创建矩形脉冲。

• Transmitter- 放大脉冲并向块发送发送/接收状态，以指示它是否正在发送。Receiver Preamp

• Receiver Preamp- 当发射器关闭时，从自由空间接收脉冲。该模块还会给信号增加噪声。

• Constant- 用于设置雷达的位置和速度。它们的值由块使用 和 接收。FreespaceGotoFrom

• Signal Processing- 子系统执行匹配滤波和脉冲积分。

• Target Range Scope- 显示积分脉冲作为范围的函数。

3.2 信号处理子系统

• Matched Filter- 执行匹配滤波以提高信噪比。

• TVG- 时变增益以补偿范围损失。

• Pulse Integrator- 非相干地整合多个脉冲。

3.3 渠道

• Freespace- 对脉冲应用传播延迟、损耗和多普勒频移。一个模块用于传输脉冲，另一个模块用于反射脉冲。这些块需要雷达和目标的位置和速度。这些是使用 和 块提供的。FreespaceGotoFrom

3.4 目标

• Target- 子系统根据指定的RCS反映脉冲。该子系统包括一个模块，该模块模拟目标的速度和位置，这些目标使用 and 块提供给块。在此示例中，目标是静止的，距离雷达 1998 米。PlatformFreespaceGotoFrom

四、探索示例

要从模型中打开函数，请单击块。此函数在加载模型时执行一次。它将一个结构导出到工作区，该结构的字段由对话框引用。若要修改任何参数，请在命令提示符下更改结构中的值，或编辑帮助程序函数并重新运行它以更新参数结构。

五、结果和显示

下图显示了目标的范围。目标范围是根据反射脉冲的往返延迟计算得出的。延迟从匹配滤波器输出的峰值开始测量。我们可以看到目标距离雷达约2000米。该范围在雷达与实际范围的50米范围分辨率范围内。

六、多目标单基地雷达

该模型使用单基地雷达估计四个静止目标的范围。雷达收发器使用 4 元件均匀线性天线阵列 （ULA） 来提高方向性和增益。接收器中还包括波束成形器。目标位于距雷达 1988、3532、3845 和 1045 米处。

添加到上一示例中的块包括：

• Narrowband Tx Array- 对用于传输窄带信号的天线阵列进行建模。天线阵列使用块对话框面板的“传感器阵列”选项卡进行配置。该模块模拟脉冲通过天线阵列在端口指定的四个方向上的传输。此块的输出是一个包含四列的矩阵。每列对应于向四个目标方向传播的脉冲。

• Narrowband Rx Array- 对用于接收窄带信号的天线阵列进行建模。阵列是使用块对话框面板的“传感器阵列”选项卡配置的。该模块接收来自使用该端口指定的四个方向的脉冲。此块的输入是一个由四列组成的矩阵。每列对应于从每个目标方向传播的脉冲。块的输出是一个由 4 列组成的矩阵。每列对应于每个天线元件接收到的信号。Ang

• Range Angle- 计算雷达和目标之间的角度。和模块使用角度来确定在哪个方向上模拟脉冲的发射或接收。Narrowband Tx ArrayNarrowband Rx Array

• Phase Shift Beamformer- 波束形成 .波束成形器的输入是一个由 4 列组成的矩阵，其中一列用于每个天线元件接收的信号。输出是接收信号的波束成形矢量。

此示例说明如何使用单个 和块对所有四个往返传播路径进行建模。在该块中，初始位置和速度参数被指定为三乘四矩阵。每个矩阵列对应于不同的目标。块的位置和速度输入来自块的输出，形式为三乘四矩阵。同样，每个矩阵列对应于不同的目标。模块的信号输入和输出有四列，一列用于传播到每个目标的路径。该块已启用双向传播设置。块的“平均雷达横截面”（RCS）参数指定为代表每个目标RCS的四个元素的矢量。

七、探索示例

要从模型中打开函数，请单击块。此函数在加载模型时执行一次。它将一个结构导出到工作区，该结构的字段由对话框引用。若要修改任何参数，请在命令提示符下更改结构中的值，或编辑帮助程序函数并重新运行它以更新参数结构。

八、结果和显示

下图显示了检测到的目标范围。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大约 2000、3550 和 3850 米。这些结果在雷达与实际范围的50米范围分辨率范围内。

九、程序

程序下载：https://download.csdn.net/download/weixin_45770896/87665123