«Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э.БАУМАНА)
Факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» Кафедра «Радиоэлектронные системы и устройства»
А.Н. Семёнов
Электронное учебное издание
Методические указания к домашнему заданию
по курсу «РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ
И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ»
версия α
25/11/2016
29/11/2016
30/11/2016
01/12/2016
Москва
2 |
|
Оглавление |
|
Постановка задачи......................................................................................................................... |
3 |
Разбор решения задачи.................................................................................................................. |
3 |
Оценка тактико-технических параметров................................................................................... |
3 |
Оценка тактико-технических параметров................................................................................... |
3 |
Предварительная обработка сигналов......................................................................................... |
5 |
Согласованная фильтрация данных............................................................................................. |
8 |
Селекция движущихся целей...................................................................................................... |
11 |
Карта местности и классификация зон...................................................................................... |
15 |
Пороговая обработка сигналов................................................................................................... |
22 |
Кластеризация отметок............................................................................................................... |
24 |
Измерение параметров цели....................................................................................................... |
24 |
Требования к выполнению домашнего задания........................................................................ |
25 |
Литература.................................................................................................................................... |
25 |
Варианты заданий........................................................................................................................ |
26 |
Оглавление
А.Н. Семёнов
Методические указания к домашнему заданию по курсу
«РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ»
3
Цель работы: изучение этапов обработки радиолокационной информации и измерений координат целей.
Постановка задачи
РЛС кругового обзора засняла квадратуры сигналов в полярной системе координат. Записанные данные хранятся в файлах <типсигнала_номеробзора>.mat. Квадратуры содержатся в двумерной матрице *raw, где строки — каналы дальности, а столбцы — угловые каналы. Коды углов для каждого столбца содержаться в массиве *angels. * - обозначает тип сигнала: сверх-короткий импульс (СКИ), либо линейно-частотно модулированный (ЛЧМ) импульс.
Известно, что в качестве зондирующих сигналов РЛС кругового обзора использует простой радиоимпульс длительностью 20 нс, либо ЛЧМ радиоимпульс длительностью 5 мкс и девиацией 50 МГц. Частота дискретизации сигнала составляет 400 МГц (дискрет по дальности — 0,375м), датчик углового положения антенны фиксирует изменение угла с дискретом по азимуту – 0,0036гр.
Произвести оценку тактико-технические характеристик системы и представить их в таблице. Сделать обработку радиолокационных данных согласно варианту за несколько периодов обзора и представить радиолокационный портрет местности с обозначением целевых отметок на нем. Варианты заданий представлены в конце методических указаний.
При выполнении задания все расчеты рекомендуется проводить в MATLAB версии не ниже 7.0, исходные коды программ прикладываются к расчетно-пояснительной записке.
Написанные программы необходимо сопровождать комментариями и придерживаться объектно-ориентированного подхода, где это целесообразно и возможно.
Разбор решения задачи Оценка тактико-технических параметров
Разрешающая способность по дальности для СКИ сигнала ( τи - длительность сигнала):
R= c⋅τ2и
Разрешающая способность по дальности для ЛЧМ сигнала ( F - девиация частоты):
R=2⋅Δc F
Оглавление
А.Н. Семёнов
Методические указания к домашнему заданию по курсу
«РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ»
|
|
4 |
c = 3e8; |
%скорость света, |
м\с |
tau_ski = 20e-9; |
%длительность ски импульса, сек |
|
tau_lfm = 5e-6; |
%длительность лчм импульса, сек |
|
df_lfm = 50e6; |
%девиация частоты лчм импульса, Гц |
|
f_samp = 400e6; |
%частота дискретизации, гц |
|
ang_samp = 0.0036; |
%дискретность по |
углу (азимуту), гр. |
dR_ski = c*tau_ski/2 |
%разрешающая |
способность ски сигнала по дальности, м |
Размеры ближней слепой зоны соответствуют длительности излучения сигнала ( τи ) и определяют ближнюю границу сектора наблюдения по дальности. Дальняя граница
сектора наблюдения по дальности равна |
D= |
|
c |
⋅N , где N – число строк в массиве |
|
||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2⋅f samp |
|
||||
skiangles |
или lfmangles. Период повторения |
сигнала определим из соотношения |
|
||||||||||
Т п= |
2⋅c |
= |
N |
|
. |
|
|
|
|
|
|
||
D |
f samp |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Dmin_ski = c*tau_ski/2 |
%ближняя граница сектора наблюдения, м |
|
|||||||||||
data = load('files/ski1.mat'); |
%загружаем данные из файла для оценки границ |
|
|||||||||||
dR_samp = c/2/f_samp; |
|
%длина элемента разрешения, м |
|
|
|
||||||||
N = size(data.skiraw,1); |
%число элементов по дальности (число строк), м |
|
|||||||||||
Dmax = N*dR_samp |
|
%дальняя граница сектора наблюдения |
|
||||||||||
T_prf = N/f_samp; |
|
%период повторения импульсов |
|
|
|
||||||||
Границы сектора наблюдения по азимутальной координате вычисляются из кодов углов записанных в массиве skiangles или lfmangles:
α=C⋅0.0036
где C – код угла от 0 до 10000, показанные на рисунке:
Рисунок 1 — Коды углов в матрице углов
plot(data.skiangles);
xlabel('Номер столбца в матрице');
ylabel('Код угла C, отс');
Amin_ski = single(min(data.skiangles(:)))*ang_samp %мин. угол, гр Amax_ski = single(max(data.skiangles(:)))*ang_samp %макс. угол, гр
Оглавление
А.Н. Семёнов
Методические указания к домашнему заданию по курсу
«РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ»
5
Сведем полученные характеристики РЛС в таблицу:
Таблица 1 — ТТХ РЛС
|
Параметр |
Значение |
|
|
|
1. |
Разрешающая способность по дальности, м |
3 |
|
|
|
2. |
Длительность импульса, мкс |
0,02 |
|
|
|
3. |
Период повторения импульсов, мкс |
40 |
|
|
|
4. |
Частота дискретизации сигнала, МГц |
400 |
|
|
|
5. |
Сектор по дальности |
|
|
|
|
6. |
Минимальная, м |
3 |
|
|
|
7. |
Максимальная, м |
6000 |
|
|
|
8. |
Сектор по углу |
|
|
|
|
9. |
Минимальный, град |
11.2824 |
|
|
|
10. |
Максимальный угол, град |
28.4004 |
|
|
|