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EngeePhased.BackscatterRadarTarget

描述

系统对象 EngeePhased.BackscatterRadarTarget 模拟对象与目标的反向散射图。

当入射角和反射角相同时,后向散射是雷达目标散射的一种特殊情况。这种散射适用于单静态雷达配置。雷达后向散射模式定义了目标对作为反射信号的入射信号的响应。

通过该系统对象,您可以定义与角度相关的后向散射模式,该模式涵盖一系列入射角度。

系统对象 EngeePhased.BackscatterRadarTarget 可为极化和非极化信号创建反向散射信号。虽然电磁辐射信号总是极化的,但在建模时通常可以忽略极化,将信号视为标量信号。要忽略极化,请在 EnablePolarization 属性中指定 "false"。要使用极化,请将 EnablePolarization 属性设置为 "true"。

对于非极化信号,可将反向散射指定为方位角和仰角各点有效散射面积的数值数组。系统对象会对数组中各点之间的入射角值进行内插。

对于极化信号,雷达散射矩阵使用方位角和仰角离散点定义的三个阵列来指定。这三个阵列分别对应极化分量 HH、HV 和 VV。VH 分量是利用 HV 分量的共轭对称性计算得出的。

对于非极化和极化信号,可以使用四种钻孔模型之一在 EPR 散射矩阵中产生随机波动。使用 Model 属性选择模型。然后使用 SeedSourceSeed 属性控制波动。

EnablePolarisation 属性

使用这些属性

false

RCSPattern

true

ShhPatternSvvPatternShvPattern

要执行雷达反向散射,请按以下步骤操作:

  1. 创建 EngeePhased.BackscatterRadarTarTarget 对象并设置其属性。

  2. 使用参数调用该对象,就像调用函数一样。

语法

创建

可以通过以下方式调用系统对象构造函数:

  • object = EngeePhased.BackscatterRadarTarget 创建一个具有默认属性值的反向散射雷达目标。

    例如

    target = EngeePhased.BackscatterRadarTarget
  • object = EngeePhased.BackscatterRadarTarget(Name=Value)`创建一个具有指定 DOR 的目标,每个指定的属性 Name(名称)设置为指定的 价值观(值)。您可以以任意顺序(`Name1=Value1,…​,NameN=ValueN)指定其他参数作为名值对(name-value pair)。

    示例

    target = EngeePhased.BackscatterRadarTarget(EnablePolarization=true, Model=Swerling2)

用法

  • `refl_sig = 函数名(sig,ang)`返回以参数 ang 指定的角度到达目标的入射非极化信号(输入参数 sig)的反射信号(输出参数 refl_sig)。 此语法适用于 EnablePolarisation 属性设置为 "false",且 Model 属性设置为 "Nonfluctuating "的情况。在这种情况下,RCSPattern 属性中指定的值将用于计算入射和反射方向(ang 参数)的 EPR。

  • refl_sig = Function name(sig,ang,update) 使用 update 输入参数来控制 EPR 值的更新。当 EnablePolarisation 属性设置为 "false"(假),且 Model 属性设置为波动 EPR 模型之一时,将使用此语法:Swerling1"、"Swerling2"、"Swerling3 "或 "Swerling41"。如果 update 属性的值为 "true",则会生成一个新的 EPR 值。如果 update 属性的值为 "false",则使用以前的 EPR 值。

  • refl_sig = Function Name(sig,ang,laxes) 从入射极化信号(输入参数 sig)返回反射信号(输出参数 refl_sig)。输入参数矩阵 laxes 指定目标的本地坐标系。如果 EnablePolarisation 参数设置为 "true",且 Model 属性设置为 "Nonfluctuating",则此语法适用。在 ShhPatternSvvPatternShvPattern 属性中指定的值用于计算入射和反射方向的散射矩阵(参数 ang)。

  • refl_sig = Function Name(sig,ang,laxes,update) 使用 update 输入参数来控制散射矩阵值的更新。将 EnablePolarisation 属性设置为 "true",并将 Model 属性设置为波动 EPR 模型之一时,可使用此语法:Swerling1"、"Swerling2"、"Swerling3 "或 "Swerling4"。如果 update 的值为 true,则会生成一个新的 EPR 值。如果 update 的值为 "false",则使用之前的 EPR 值。

属性

启用极化 - 启用极化信号
false (default)` | true

Details

允许处理极化信号的属性设置为 falsetrue

将此属性设为 true,可让目标模拟极化辐射的反射。

将此属性设为 "false "则忽略极化。

*示例:true`。

数据类型: logical

方位角 - 方位角
[-180:180](默认)` | ` P乘以1的实数行矢量` | ` P乘以1的实数列矢量

Details

以长度为 P 的矢量表示的方位角。P 必须最多为两个。

用于定义 RCSPatternShhPatternShvPatternSvvPattern 属性中指定的矩阵每列的角度坐标。

度量单位为度。

示例[-45:0,1:45]

数据类型: Float64

ElevationAngles - 仰角
[-90:90](默认) |Q乘1的实数行矢量 |`Q乘1的实数列矢量

Details

以长度为 Q 的矢量表示仰角。Q 必须大于 2。

用于确定 RCSPatternShhPatternShvPatternSvvPattern 属性指定的矩阵每一行的角度坐标。

测量单位为度。

示例[-30:0.1:30]

数据类型: Float64

RCSPattern - 有效散射面积
ones(181,361)(默认)` |P 上的实矩阵 Q|P 上的实阵列 Q on M|P 上的实向量 1|P 上的实矩阵 M

Details

以 P 上实数矩阵 Q 或 P 上实数数组 Q on M 的形式给出的有效散射面积。

Q 是 ElevationAngles 属性中向量的长度。

P 是*方位角*属性中矢量的长度。

M 是 EPR 定义的机构数。

模式数与传递给函数的 sig 参数中的信号数相对应。不过,也可以使用一个模式来模拟从一个目标反射出的多个信号。

您也可以将模式指定为单个仰角的方位角函数。在这种情况下,可将模式指定为 P 上的矢量 1 或 P 上的矩阵 M。每一行都是一个不同的物体,都有自己的 EPR。

单位为 m^2。

如果 EnablePolarisation 属性设置为 "false",则此属性适用。

*例如`[1,.5;.5,1]`

数据类型: Float64

ShhPattern - HH 偏振分量的雷达散射矩阵
ones(181,361) (default)` | | | P 上的复数矩阵 Q | | M 上的复数阵列 Q | | P 上的复数阵列 Q | M | | P 上的复数向量 1 | | P 上的复数矩阵 M

Details

带有偏振分量 HH 的雷达散射矩阵,作为 P 上的复数矩阵 Q 或 P 上的复数阵列 Q(M)给出。

Q 是 ElevationAngles 属性中矢量的长度。

P 是*方位角*属性中矢量的长度。

M - 目标模板的数量。

模板数量与传递给函数的 sig 参数中的信号数量一致。不过,您可以使用一个模板来模拟从一个目标反射的多个信号。

您也可以只将模板设置为单个仰角的方位角函数。然后将模式指定为 P 上的矢量 1 或 P 上的矩阵 M。每一行都是一个不同的物体,都有自己的 EPR。

测量单位为 m。

如果 EnablePolarisation 属性设置为 "true",则会应用此属性。

*例如[1,1;1i,1i]`。

数据类型: Float64

支持复数:是

SvvPattern - VV 偏振分量的雷达散射矩阵
ones(181,361)(默认)` | | | P 上的复数矩阵 Q | | M 上的复数阵列 Q | | P 上的复数阵列 Q | M | | P 上的复数向量 1 | | P 上的复数矩阵 M

Details

具有偏振分量 VV 的雷达散射矩阵,以 P 上的复数矩阵 Q 或 M 上的复数阵列 Q 表示。

Q 是 ElevationAngles 属性中矢量的长度。

P 是*方位角*属性中矢量的长度。

M - 目标模板的数量。

模式数与传递给函数的 sig 参数中的信号数相对应。不过,您可以使用一个模式来模拟从一个目标反射出的多个信号。

您也可以只将模式设置为单个仰角的方位角函数。在这种情况下,可以将模式指定为 P 上的矢量 1 或 P 上的矩阵 M。每一行都是一个不同的物体,都有自己的 EPR。

测量单位为 m。

如果 EnablePolarisation 属性设置为 true,则此属性适用。

*例如[1,1;1i,1i]`。

数据类型: Float64

支持复数:是

ShvPattern - HV 偏振分量的雷达散射矩阵
ones(181,361)(默认)` | | | P 上的复数矩阵 Q | | M 上的复数阵列 Q | | P 上的复数阵列 Q | M | | P 上的复数向量 1 | | P 上的复数矩阵 M

Details

具有偏振分量 VV 的雷达散射矩阵,以 P 上的复数矩阵 Q 或 M 上的复数阵列 Q 表示。

Q 是 ElevationAngles 属性中矢量的长度。

P 是*方位角*属性中矢量的长度。

M - 目标模式数。模式数与传递给函数的 aig 参数中的信号数相对应。不过,您可以使用一个模式来模拟从一个目标反射的多个信号。

模式的数量与传递给函数的 aig 参数中信号的数量一致。不过,您可以使用一个模板来模拟来自同一目标的多个反射信号。

您也可以将模式指定为单个仰角的方位角函数。在这种情况下,可以将模式指定为 P 上的矢量 1 或 P 上的矩阵 M。每一行都是一个不同的模式。

度量单位为 m。

如果 EnablePolarisation 属性设置为 true,则此属性适用。

*例如[1,1;1i,1i]`。

数据类型: Float64

支持复数:是

模型 - EPR 波动模型
非波动(默认)` | Swerling1 | Swerling2 | Swerling3 | `Swerling4

Details

目标波动模型指定为`非波动`、Swerling1Swerling2Swerling3`或`Swerling4

如果将此属性设置为 Nonfluctuating 以外的值,则在调用函数时使用 update 输入参数。

*示例:Swerling3`。

数据类型: char

传播速度 传播速度
physconst(LightSpeed)(默认) |`正标量

Details

信号的传播速度,指定为正标量。默认值是 physconst(LightSpeed) 返回的传播速度值。

测量单位为 m/s。

*例如`3e8`

数据类型: Float64

工作频率 - 工作频率
300e6(默认) |`正标量

Details

以正标量指定的工作频率。

计量单位为 Hz。

*例如`1e9`

数据类型: Float64

种子源 - 为 EPR 波动模型设置随机数生成器
自动(默认) | `属性

Details

EPR 波动模型随机数发生器的来源,设置为 AutoProperty

当此属性设置为 Auto 时,系统对象 EngeePhased.BackscatterRadarTarget 将使用默认随机数发生器生成随机数。

将此属性设置为 Property 时,可使用 Seed 属性指定随机数生成器的初始值。将 Model 属性设置为 Swerling1Swerling2Swerling3 或 `Swerling4`时,将应用此属性。

*示例:Property.

数据类型: char

Seed - 初始随机数生成器
0(默认)` |`小于 2^32 的整数非负数

Details

初始随机数生成器,指定为小于 2^32 的非负整数。

如果 SeedSource 属性设置为 Property,则此属性适用。

*例如`32301`

数据类型: Float64

参数

输入

sig - 窄带信号
M上的复数矩阵N | M上的复数阵列1

Details

窄带非极化信号以 M 上的复数矩阵 N 的形式给出。数值 N 是信号采样数,M 是目标反射的信号数。每一列对应以不同反射角度入射的独立信号。

窄带偏振信号以 1 乘 M 的结构阵列形式给出,其中包含具有复数值的场。每个 "结构 "元素包含三个 N 乘 1 的电磁场分量列向量"(sig.X,sig.Y,sig.Z)",代表从目标反射的偏振信号。

对于极化场,"结构 "元素包含三个 N 乘 1 的复数列向量 "sig.X"、"sig.Y "和 "sig.Z"。这些矢量代表极化信号的笛卡尔分量 xyz

结构中矩阵场第一维度的大小可以改变,以模拟不同的信号长度,例如具有可变脉冲重复率的脉冲波形。

*例如`[1,1;j,1;0.5,0]`

数据类型: Float64

支持复数:是

ang - 输入信号的方向
2乘以1、实数为正值的向量列 | 2乘以M、实数为正值的矩阵列

Details

以 2×1 正实数列矢量或 2×M 正实数列矩阵形式给出的入射信号方向。

每列 ang 以一对`[方位角;仰角]`指定入射信号的方向。

ang 中的列数必须与参数 sig 中的独立信号数一致。

测量单位为度。

*例如`[30;45]`

数据类型: Float64

更新 - EPR 更新
false (default) | true

Details

允许更新波动模型的 EPR 值,设置为 falsetrue

如果 update 属性设置为 true,则每次调用该函数时都会生成一个新的 EPR 值。

如果 update 属性设置为 "false",则每次调用函数时 EPR 都保持不变。

*示例:true`。

数据类型: logical

laxes - 局部坐标矩阵
eye(3,3)(默认) | 3乘3实数的正交矩阵 | M上3乘3实数的数组 `

Details

局部坐标系矩阵,以 3 乘 3 正交实数矩阵或 M 上 3 乘 3 实数数组的形式给出。矩阵的列分别指定局部坐标系的正交轴 xyz

每个轴代表一个相对于全局坐标系的*(x;y;z)*形式的矢量。

如果 sig 参数只有一个信号,laxes 就是一个 3 乘 3 矩阵。

如果 sig 参数有多个信号,可以在 sig 中使用一个 3 乘 3 矩阵来表示多个信号。在这种情况下,所有目标都具有相同的本地坐标系。如果将 laxes 指定为 3 乘 3 乘 M 的数组,则每一页(第三个索引)都为相应的目标定义了一个 3 乘 3 的局部坐标矩阵。

*例如`[1,0,0;0,0.7071,-0.7071;0,0.7071,0.7071]`

数据类型: Float64

输出

refl_sig — 窄带反射信号
M 上的复数矩阵 N | M 上的复数结构阵列 1

Details

以 N 乘 M 的复数矩阵形式给出的窄带非极化信号。每列包含一个从目标反射的独立信号。

N 值是信号采样的数量,M 值是目标反射信号的数量。每列对应一个反射角。

窄带极化信号是一个大小为 1 乘 M 的数组 "结构",包含复数值。结构 "的每个元素都包含三列 N 乘 1 的电磁场分量向量"(sig.X,sig.Y,sig.Z)",代表从目标反射的极化信号。

对于极化场,"struct "元素包含三个 N 乘 1 的复数列向量,即 "sig.X"、"sig.Y "和 "sig.Z"。这些矢量代表偏振信号的 xyz 笛卡尔分量。

输出信号 refl_sig 包含在当前输入时间间隔内到达信号目的地的信号采样。如果从信号源到目的地的传播时间超过了当前时间帧的持续时间,则输出信号不包含当前时间帧输入的所有分量。剩余的输出将在下一次函数调用时出现。

方法

所有系统对象通用

step!: 启动 MFSK 信号对象的算法 release!: 允许更改系统对象属性的值 reset!: 重置 MFSK 信号对象的内部状态

可选项

*反向散射辐射

对于窄带非极化信号,反射信号 等于:

其中

  • - 输入信号。

  • - 是目标增益,是一个无量纲值,定义如下

  • - 目标的有效散射面积。

  • - 输入信号的波长。

入射到目标上的信号按增益的平方根缩放。

对于窄带极化波,单位标量信号 由具有水平和垂直分量的矢量信号 代替。散射矩阵 取代了标量截面 。利用散射矩阵,入射的水平和垂直极化信号可转换为反射的水平和垂直极化信号。

参考资料

  1. Mott, H."雷达和通信天线" 纽约:John Wiley & Sons 出版社,1992 年。

  2. Richards, M. A."Fundamentals of Radar Signal Processing." New York: McGraw-Hill, 2005.

  3. Skolnik, M.纽约:麦格劳-希尔,2001 年。