第一讲、雷达基本公式(matlab)

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第一讲、雷达基本公式(matlab)

2024-07-11 12:30:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

理想公式:

在这里插入图片描述 注意G与入这两个是有关联的,这两个因子,不能说越大,R就越大,后面补充里面讲解(波长越短,增益越大) 所以上述表达式子可以为 在这里插入图片描述

如果,在实际情况中,雷达接收信号的回波信号会被噪声污染,在所有雷达频率上引入不想要的电压。 在这里插入图片描述 上述式子,广泛的作为雷达方程 F噪声系数、B雷达带宽、L雷达损失、k波尔兹常数、Te是以K表示的有效噪声温度、R距离、sigma雷达截面积、G天线增益、入波长(1/入 雷达频率)

下面是上述雷达公式的函数,中间过程通常转换为dB来计算

%radar function function [snr] = radar_eq(pt,freq,g,sigma,te,b,nf,loss,range) %This is a program of radar eq c=3.0e+8; %speed of light lambda =c/freq; %wavelength p_peak=10*log10(pt); %convert peak power to dB lambda_sqdb=10*log10(lambda^2); %computr wavelength square in dB sigmadb=10*log10(sigma);%convert sigma to dB four_pi_cub=10*log10((4*pi)^3); %(4pi)^3 in dB k_db=10*log10(1.3e-23);%boltzman's constant in dB te_db=10*log10(te); %noisetemp. in dB b_db=10*log10(b); %bandwidth in dB range_pwr4_db=10*log10(range.^4);%vector of target range^4 in dB %implement Equation(1.56) num=p_peak+g+g+lambda_sqdb+sigmadb;%分子 den=four_pi_cub+k_db+te_db+b_db+nf+loss+range_pwr4_db;%分母 snr=num-den; return

在这里插入图片描述

下面是以上述表格的数值,观察,取不同的目标截面积值的效果图 在这里插入图片描述

下面输入不同的峰值功率 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

% Use this program to reproduce Fig. 1.12 of text. close all clear all pt = 1.5e+6; % peak power in Watts freq = 5.6e+9; % radar operating frequency in Hz g = 45.0; % antenna gain in dB sigma = 0.1; % radar cross section in m squared te = 290.0; % effective noise temperature in Kelvins b = 5.0e+6; % radar operating bandwidth in Hz nf = 3.0; %noise figure in dB loss = 6.0; % radar losses in dB range = linspace(25e3,165e3,1000); % range to target from 25 Km 165 Km, 1000 points snr1 = radar_eq(pt, freq, g, sigma, te, b, nf, loss, range); snr2 = radar_eq(pt, freq, g, sigma/10, te, b, nf, loss, range); snr3 = radar_eq(pt, freq, g, sigma*10, te, b, nf, loss, range); % plot SNR versus range figure(1) rangekm = range ./ 1000; plot(rangekm,snr3,'k'); hold on; plot(rangekm,snr1,'k -.'); hold on; plot(rangekm,snr2,'k:'); grid %开启网格 legend('\sigma = 0 dBsm','\sigma = -10dBsm','\sigma = -20 dBsm') xlabel ('Detection range - Km'); ylabel ('SNR - dB'); %下面改变不同的功率峰值 snr1 = radar_eq(pt, freq, g, sigma, te, b, nf, loss, range); snr2 = radar_eq(pt*0.4, freq, g, sigma, te, b, nf, loss, range); snr3 = radar_eq(pt*1.8, freq, g, sigma, te, b, nf, loss, range); figure (2) plot(rangekm,snr3,'k',rangekm,snr1,'k -.',rangekm,snr2,'k:') grid legend('Pt = 2.16 MW','Pt = 1.5 MW','Pt = 0.6 MW') xlabel ('Detection range - Km'); ylabel ('SNR - dB');

工程中一般还用到了,根据SNR来确定脉冲宽度 在这里插入图片描述

% Use this program to reproduce Fig. 1.13 of text. close all clear all pt = 1.e+6; % peak power in Watts freq = 5.6e+9; % radar operating frequency in Hz g = 40.0; % antenna gain in dB sigma = 0.1; % radar cross section in m squared te =300.0; % effective noise temperature in Kelvins nf = 5.0; %noise figure in dB loss = 6.0; % radar losses in dB range = [75e3,100e3,150e3]; % three range values snr_db = linspace(5,20,200); % SNR values from 5 dB to 20 dB 200 points snr = 10.^(0.1.*snr_db); % convert snr into base 10 gain = 10^(0.1*g); %convert antenna gain into base 10 loss = 10^(0.1*loss); % convert losses into base 10 F = 10^(0.1*nf); % convert noise figure into base 10 lambda = 3.e8 / freq; % compute wavelength den = pt * gain * gain * sigma * lambda^2; num1 = (4*pi)^3 * 1.38e-23 * te * F * loss * range(1)^4 .* snr; num2 = (4*pi)^3 * 1.38e-23 * te * F * loss * range(2)^4 .* snr; num3 = (4*pi)^3 * 1.38e-23 * te * F * loss * range(3)^4 .* snr; tau1 = num1 ./ den ; tau2 = num2 ./ den; tau3 = num3 ./ den; % plot tau versus snr figure(1) semilogy(snr_db,1e6*tau1,'k',snr_db,1e6*tau2,'k -.',snr_db,1e6*tau3,'k:') grid legend('R = 75 Km','R = 100 Km','R = 150 Km') xlabel ('Minimum required SNR - dB'); ylabel ('\tau (pulse width) in \mu sec');

可以确定脉冲宽度越宽,相同SNR,测量越远

补充

开尔文温度:

开尔文温度和人们习惯使用的摄氏温度相差一个常数273.15,即T=t+273.15

噪声温度 在这里插入图片描述 玻尔兹曼常数:1.3806505(24) × 10^-23 J/K 用法:linspace(x1,x2,N) 其中x1、x2、N分别为起始值、终止值、元素个数。若默认N,默认点数为100。 从下图可以看出linspace和传统的生成点的区别,linspace可以指定生成多少个点,而普通的生成点,能指定步长 在这里插入图片描述legend的用法

在这里插入图片描述

semilogy

在这里插入图片描述 Create a plot with a logarithmic scale for the y-axis and a linear scale for the x-axis. 创建一个y轴为对数刻度的图和x轴的线性刻度。

雷达基本公式讲解 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

雷达波长与距离关系

http://www.360doc.com/content/17/1225/08/908538_716039231.shtml



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