雷达通信基于matlab雷达探测威力仿真含Matlab源码 1974期

Posted 2022-07-13 海神之光

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二、雷达探测威力模型简介

1 单部雷达探测威力模型
由雷达方程可知,雷达最大探测距离为

式中:Pt为发射峰值功率;GT为天线发射增益;GR为天线接收增益;λ为信号波长;D为脉压比;n为脉冲积累个数;RCS为目标雷达散射截面积;k=1.38×10-23为玻尔兹曼常数;T0为绝对环境温度;Bn为接收机带宽;Fn为接收机噪声系数;Ls为系统插损(含天线罩损失,发射损失,接收损失,处理损失和边缘损失等);La为大气插损;SNR为雷达有效检测目标的信噪比要求。
将式(1)中与雷达威力相关的因素剔除,有
式中:K为式(1)中与雷达威力相关的因素规整因子,且

实际K包含了反映雷达目标检测威力的各内在因素。为便于描述,将式(2)写为
设接收机的2个通道噪声服从高斯分布,则在幅
度检波后进行目标检测时,噪声背景为瑞利分布。瑞利分布的概率密度函数为

式中:σ为模型参数。由上式可算得瑞利分布杂波的平均功率为

设噪声的瑞利分布参数为σ0,目标信号也服从瑞利分布,其分布参数为σs。设输入信噪比为SNR,则
若雷达在输入信噪比为SNR0时,检测的虚警概率为Pf0,则雷达检测门限满足方程
将式(5)代入式(8),可以解得检测门限TCFAR和检测概率Pd0分别为

将式(9)、式(7)和式(4)代入式(10),即得雷达在距离R处对目标检测概率为

式中:σ0为由接收机系统决定的噪声功率,由雷达方程中的绝对环境温度T0、接收机带宽Bn和接收机噪声系数Fn等确定;Pf为雷达系统的虚警概率。式(11)表示了雷达在距离为R处对目标的检测能力,可用于描述雷达对突防飞机的探测威力。

2 雷达网目标检测威力模型
将雷达网中每部雷达的目标检测威力图看成一个在空间分布的探测能力场,该场以空间坐标为变量,描述在空间中的任一点处雷达对目标的探测能力。

设某雷达网由N部雷达组成,将这N部雷达记为雷达1,雷达2,…,雷达N,影响每部雷达探测威力的属性因素为雷达的位置坐标rn和雷达探测威力。记第n部雷达的探测威力为Pn,则

式中:rn(n=1,2,…,N)为第n部雷达在三维空间中的位置矢量。

设雷达1,雷达2,…,雷达N在某一个限定的空域R,并记空域R的变量为r,则第n部雷达在空域R中的探测威力为

式中:Pn®为雷达n在位置r处的探测威力;fn(r-rn)为将雷达n在原点处的探测威力移到其在空域R中真实位置rn处的探测威力。

空间R中的N部雷达在位置r处的总探测概率是各单部雷达探测概率的叠加,于是空域 R中的N部雷达1,雷达2,…,雷达N在位置r处对目标的总检测概率为

将式(13)代入式(14)得

上式表示在空域R中,由雷达1,雷达2,…,雷达NN部雷达组成的雷达网在位置r处的探测威力。

三、部分源代码

%%项目技术指标测雷达威力
close all;
clear all;
clc;

%%雷达参数
Pt=12*1e3;
Gt=44;
Gr=44;
frequency=5.5*1e9;%雷达中心频率
tau1=1.1e-6;
tau2=100e-6;

c=3*1e8;

range1=0:0.075:(c*tau2/2/1e3);%单位：Km
range2=(c*tau2/2/1e3):0.075:400;
sita=1;%法向波束宽度
phi=1;
%损耗
L_cst=3;%系统固定损耗
L_DBF_hamming=1.35;%DBF处理加窗
L_Compress_hamming=1.35;%脉压加窗


%%
%窄波束

%Z1=target_Z(Pt,Gt,Gr,frequency,range1,sita,phi,tau1,3);
%Z1=target_Z(Pt,Gt,Gr,frequency,range1,sita,phi,tau1,3)-10*log10(cos(30*pi/180));

%%三倍展宽
%d=lamda/2;设天线单元间隔只有lamda/2
N=100/3;%3°波束，N=单元数
Gt_3=10*log10(N*pi);
Gr_3=10*log10(N*pi);
%Z1=target_Z(Pt,Gt_3,Gr_3,frequency,range1,sita*3,phi*3,tau1,3);
Z1=target_Z(Pt,Gt_3,Gr_3,frequency,range1,sita*3,phi*3,tau1,3)-10*log10(cos(30*pi/180));

figure;
plot(range1,Z1,'r','linewidth',2);
xlabel('range(Km)');
ylabel('最小可检测目标的强度');
title('雷达威力');

四、运行结果

五、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 方学立,杨永祥.雷达与雷达网的目标检测威力模型[J].现代雷达. 2008,(07)

3 备注
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