目录
一、探索示例
1.1 收发器
1.2 信号处理子系统
1.3 渠道
1.4 目标子系统
二、结果和显示
三、总结
四、程序
本示例演示如何仿真宽带雷达系统。当雷达系统的带宽超过系统中心频率的5%时，通常被认为是宽带的。对于此示例，将使用 10% 的带宽。
一、探索示例
对于宽带信号，传播损耗和目标RCS在系统带宽上可能会有很大差异。正是由于这个原因，不能使用窄带模型，因为它们只能模拟单个频率的传播和目标反射。相反，宽带模型将系统的带宽划分为多个子带。然后将每个子带建模为窄带信号，并将每个子带内的接收信号重新组合，以确定整个系统带宽上的响应。
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
1.1 收发器
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Linear FM- 创建线性 FM 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传输。Receiver Preamp -
Receiver Preamp- 当发射器关闭时接收传播的脉冲。该模块还会给信号增加噪声。 -
Platform- 用于模拟雷达的运动。 -
Signal Processing- 子系统执行拉伸处理、多普勒处理和本底噪声估计。 -
Matrix Viewer- 将处理的脉冲显示为测量范围、径向速度和估计信号功率与干扰加噪声功率比 （SINR） 的函数关系。
1.2 信号处理子系统
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Stretch Processor- 通过在模拟域中将接收信号与延迟到选定参考范围的传输线性FM波形混合来减少接收信号。 -
Decimator- 子系统根据拉伸处理器中选择的范围跨度所需的带宽，降低仿真的采样率，从而对模数转换器 （ADC） 的采样率进行建模。 -
Buffer CPI- 子系统收集多个脉冲重复间隔（PRI）以形成相干处理间隔（CPI），从而可以通过多普勒处理进行径向速度估计。 -
Range-Doppler Response- 沿范围和多普勒维度计算DFT，以估计接收脉冲的范围和径向速度。 -
CA CFAR 2-D- 使用距离和多普勒的细胞平均（CA）方法估计接收信号的本底噪声。 -
Compute SINR- 子系统使用 CFAR 检测器的计算阈值对接收信号进行归一化，以分贝 （dB） 为单位返回估计的 SINR。
1.3 渠道
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Wideband Two-Ray- 将平坦地面的传播延迟、损耗、多普勒频移和多径反射应用于脉冲。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。
1.4 目标子系统
子系统根据宽带RCS模型和呈现给雷达的目标纵横角对目标的运动进行建模并反射脉冲。在本例中，目标位于距离宽带雷达 3000 米处，并以 100 m/s 的速度远离雷达。
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Platform- 用于模拟目标的运动。块使用目标的位置和速度值来模拟传播，并用块计算信号在目标位置的入射角。 -
Range Angle- 计算传播信号在目标位置的方位角和仰角的入射角。 -
Wideband Backscatter Target- 对目标对入射脉冲的宽带反射进行建模。本次仿真使用建模目标雷达横截面示例中引入的扩展宽带目标建模目标雷达横截面模型。
二、结果和显示
下图显示了目标的范围和径向速度。目标范围是根据反射脉冲的往返延迟计算得出的。通过使用DFT来比较接收到的目标在相干脉冲间隔（CPI）上的相位进程，从而估计目标的径向速度。目标的范围和径向速度是从拉伸峰值和多普勒处理输出开始测量的。
尽管在本例中仅对单个目标进行了建模，但在图的右上角观察到了三个目标返回。沿发射和接收路径的多径反射产生第二个和第三个目标回波，通常分别称为单反弹和双反弹回波。目标的预期范围和径向速度是根据仿真参数计算的。
该预期范围和径向速度与上图中的模拟结果一致。还可以找到多路径返回之间的预期分离。
三、总结
本示例演示了如何在 Simulink® 中对端到端宽带雷达系统进行建模。传播损耗和目标RCS在系统带宽上的变化需要使用宽带传播和目标模型。
使用模块估计接收目标返回的信干加噪声比（SINR）。CFAR估计器使用小区平均来估计目标回波附近的噪声和干扰功率，从而可以计算接收信号的SINR。
目标在多径环境中使用，这产生了雷达观察到的三个目标回波。这些回波对应于与单基地雷达和目标之间的双向信号传播相关的视线、单次反弹和双反弹路径。显示范围内多路径返回的模拟分离与从建模几何计算的预期分离相匹配。
四、程序
使用Matlab R2022b版本，点击打开。
打开下面的“slexWidebandMonostaticRadarExample.slx”文件，点击运行，就可以看到上述效果。
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