【雷达波位编排】基于matlab相控阵雷达的波位编排仿真【含Matlab源码 2251期】

news2024/11/16 22:31:10

⛄一、相控阵雷达最优波位编排策略仿真算法

1 波位编排的最优化
相控阵雷达的扫描空域一般在修正球坐标系下进行指定,它的坐标原点为雷达站,雷达阵面法线在水平面的投影作为方位角的零度,顺时针为正,逆时针为负,有效取值范围为[-π/2,π/2],以水平面作为俯仰角的零度,向上为正,有效取值范围[0,π/2].而正弦空间简单地讲就是单位球面在阵列平面上的投影,至于修正球坐标系与正弦空间坐标系之间的变换关系可以参考.

在修正球坐标系下指定的边界规整的扫描关心空域变换到正弦空间坐标系下后会发生边界的非线性畸变,这给波位编排带来了困难.如果原始扫描空域不是简单矩形,则变换后的图形可能更加复杂.此外,对于有预警信息的情况,相控阵雷达系统实时地把空域划分为多个区域,所以不能事先生成固定的波位表,所以有必要开发复杂空域中波位编排的在线算法.

最优化波位编排的目的是在充分利用先验信息和相控阵雷达系统资源的基础上,使得发现各个目标的平均时间尽可能最短,可以认为这是在约束条件下的最优化问题.

最优化的工作体现为多个过程:一个是各个区域的帧扫描周期(完成一帧搜索任务的时间,不包括其他类型任务执行时间,区别于搜索帧周期的优化,这体现为扫描空域中各个区域边界的划分以及各个区域的重要性加权,另一个是波位的编排样式的选择.对于采用了数字多波束形成技术的相控阵雷达,还可以通过优化波束形状减少波位数目,从而达到缩短帧扫描周期的目的.

此外,对于飞机等空气动力目标,当飞行高度一定时,雷达波束俯仰角越大,则目标对应的斜距就越短,此时雷达的探测能力有较大的余量,可以通过改变雷达发射信号形式来调整波位驻留时间(DWELL),从而减小帧扫描周期.

⛄二、部分源代码

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%波束宽度,单位：度
BeamWidth = 3.6;
theta05 = round(sin(BeamWidthpi/180)1000)/1000;
%雷达作用空域
AZ = [-15 15]; %方位角范围(雷达球坐标系)，单位：度
EL = [0 30]; %俯仰角范围(雷达球坐标系)，单位：度
%阵面倾角，单位：度
thetaT = atan(-(cos(EL(1)pi/180) - cos(EL(2)pi/180))/(sin(EL(1)pi/180) - sin(EL(2)pi/180))cos(AZ(2)pi/180))180/pi;
%左边界
az = AZ(1);
el = EL(1):EL(2);
alpha1 = cos(elpi/180)sin(azpi/180);
beta1 = sin(elpi/180)cos(thetaTpi/180)-cos(elpi/180)cos(azpi/180)sin(thetaTpi/180);
%右边界
az = AZ(2);
el = EL(1):EL(2);
alpha2 = cos(elpi/180)sin(azpi/180);
beta2 = sin(elpi/180)cos(thetaTpi/180)-cos(elpi/180)cos(azpi/180)sin(thetaTpi/180);
%下边界
az = AZ(1):AZ(2);
el = EL(1);
alpha3 = cos(elpi/180)sin(azpi/180);
beta3 = sin(elpi/180)cos(thetaTpi/180)-cos(elpi/180)cos(azpi/180)sin(thetaTpi/180);
%上边界
az = AZ(1):AZ(2);
el = EL(2);
alpha4 = cos(elpi/180)sin(azpi/180);
beta4 = sin(elpi/180)cos(thetaTpi/180)-cos(el*pi/180)cos(azpi/180)sin(thetaTpi/180);