EngeePhased.RangeDopplerResponse

Дальностно-доплеровская обработка.

Библиотека	`EngeePhased`
Блок	Дальностно-доплеровская обработка

Описание

Системный объект EngeePhased.RangeDopplerResponse вычисляет диаграмму направленности после фильтрации по быстрому и медленному времени, или, что эквивалентно, по данным дальности, используя либо согласованный фильтр, либо БПФ.

На вход объекта EngeePhased.RangeDopplerResponse подается массив данных. Массив данных соответствует объекту антенной решетки. Первое измерение массива представляет собой отсчеты быстрого времени или дальности принимаемых сигналов. Второе измерение соответствует нескольким каналам, таким как датчики или лучи. Третье измерение, медленное время, представляет импульсы. Если данные содержат только один канал или один импульс, массив данных может иметь менее трех измерений. Обработка по дальности выполняется вдоль первого измерения массива. Доплеровская обработка выполняется вдоль последнего измерения.

Чтобы вычислить дальностно-доплеровскую обработку, выполните следующие действия:

Создайте объект EngeePhased.RangeDopplerResponse и установите его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.

Чтобы узнать подробнее о том, как работать с системными объектами, см. Системные объекты Engee.

Синтаксис

Создание

response = EngeePhased.RangeDopplerResponse() — создает системный объект дальностно-доплеровской обработки со значениями свойств по умолчанию.
response = EngeePhased.RangeDopplerResponse(Name=Value) — создает системный объект дальностно-доплеровской обработки с заданными свойствами в виде пары Name=Value, где Name — имя свойства, а Value — соответствующее значение. Можно указать несколько пар «имя-значение», порядок пар не имеет значения. Неуказанные свойства сохраняют свои значения по умолчанию.

Использование

resp,rnggrid,dopgrid = response(x) — вычисляет дальностно-доплеровскую характеристику resp входного сигнала x. Аргументы rnggrid и dopgrid представляют собой отсчеты дальности и доплеровские отсчеты соответственно, при которых оценивается дальностно-доплеровская характеристика. Этот синтаксис доступен, если для свойства RangeMethod задано значение "FFT", а для свойства DechirpInput — значение false. Этот синтаксис чаще всего используется с ЛЧМ-сигналами.
resp,rnggrid,dopgrid = response(x,xref) — использует сигнал xref в качестве опорного сигнала для демодуляции входного сигнала x. Этот синтаксис доступен, если для свойства RangeMethod задать значение "FFT", а для свойства DechirpInput — значение true. Этот синтаксис чаще всего используется с ЛЧМ-сигналами, где опорным сигналом является передаваемый сигнал.
resp,rnggrid,dopgrid = response(x,coeff) — использует coeff в качестве коэффициентов согласованного фильтра. Этот синтаксис доступен, если задать свойству RangeMethod значение "Matched filter". Этот синтаксис чаще всего используется для импульсных сигналов, где согласованный фильтр является обращенным по времени по отношению к передаваемому сигналу.
resp,rnggrid,dopgrid = response(___,prf) — использует prf в качестве частоты следования импульсов. Этот синтаксис доступен, если задать свойству [Property:Pdfsource] значение "Input port". Этот синтаксис чаще всего используется для импульсных сигналов, где согласованный фильтр является обращенным по времени по отношению к передаваемому сигналу.

Аргументы

Входные аргументы

x — входные данные
комплексная матрица K на L | комплексный массив K на N на L

Details

Входные данные, заданные в виде комплексной матрицы на или массива на на , где

— это отсчеты быстрого времени;
— это количество каналов, таких как лучи или антенные элементы. Когда равно единице, присутствует только один канал данных;
— это количество импульсов для обработки согласованным фильтром и количество девиаций для обработки БПФ.

Конкретные требования зависят от синтаксиса:

В синтаксисе response(x) каждый столбец x представляет собой демодулированный сигнал с одной частотой девиации. Функция предполагает, что все девиации частоты в x являются последовательными.
В синтаксисе response(x,xref) каждый столбец x представляет собой сигнал с одной частотой девиации. Функция предполагает, что все девиации частоты в x последовательны и не демодулированы.
В синтаксисе response(x,coeff) каждый столбец матрицы x представляет сигнал от одного импульса. В функции предполагается, что все импульсы в x последовательны.

В случае ЛЧМ-сигнала с треугольной девиацией частоты чередуются положительные и отрицательные наклоны. Однако системный объект EngeePhased.RangeDopplerResponse предназначен для обработки последовательных девиаций с одинаковым наклоном. Чтобы применить EngeePhased.RangeDopplerResponse для системы с треугольной девиацией, используйте один из следующих подходов:

Укажите положительное значение свойства SweepSlope, при этом x будет соответствовать только увеличению частоты. После получения доплеровской оценки или скорости разделите их на 2.
Укажите отрицательное значение свойства SweepSlope, при этом x будет соответствовать только понижению частоты. После получения доплеровской оценки или скорости разделите их на 2.

Типы данных	`Float32`, `Float64`
Поддержка комплексных чисел	Да

xref — опорный сигнал
вектор-столбец

Details

Опорный сигнал, заданный в виде вектора-столбца, количество элементов которого равно количеству строк x.

Типы данных

Float32, Float64

coeff — коэффициенты согласованного фильтра
вектор-столбец

Details

Коэффициенты фильтра, заданные в виде вектора-столбца.

Типы данных

Float32, Float64

prf — частота повторения импульсов
положительный скаляр

Details

Частота повторения импульсов, заданная в виде положительного скаляра.

Значение prf должно быть меньше или равно частоте дискретизации, указанной в свойстве SampleRate, деленной на длину первого измерения входного сигнала x.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, установите для свойства PRFSource значение Input port.

Типы данных

Float32, Float64

Выходные аргументы

resp — дальностно-доплеровская характеристика
комплексная матрица M на P | комплексный массив M на N на P

Details

Дальностно-доплеровская характеристика, возвращаемая в виде комплексной матрицы на или массива на на . Значения и зависят от синтаксиса, имеет то же значение, что и для входного аргумента x.

Для синтаксиса response(x):
- Если для свойства RangeFFTLength установлено значение "Auto", то — длина первого измерения x. В противном случае равно значению свойства RangeFFTLength.
- Если для свойства DopplerFFTLength установлено значение "Auto", то — длина последнего измерения x. В противном случае равно значению свойства DopplerFFTLength.
Для синтаксиса response(x,xref):
- — это частное от деления длины первого измерения x на значение свойства DecimationFactor.
- Если для свойства DopplerFFTLength установлено значение "Auto", то , длина последнего измерения x. В противном случае равно значению свойства DopplerFFTLength.
Для синтаксиса response(x,coeff):
- — это количество строк x.
- Если для свойства DopplerFFTLength установлено значение "Auto", — длина последнего измерения x. В противном случае равно значению свойства DopplerFFTLength.

Свойства

# RangeWindow — окно для взвешивания по дальности
Строка

Details

Окно, используемое для обработки дальности, заданное в виде "None" (по умолчанию), "Hamming", "Chebyshev", "Hann", "Kaiser", "Taylor" или "Custom".

Если установить для свойства RangeWindow значение "Taylor", сгенерированное окно Тейлора будет иметь четыре почти постоянных лепестка, примыкающих к основному лепестку.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT".

# DopplerOutput — выход доплеровского домена
Строка

Details

Выход доплеровского домена, заданный как "Frequency" (по умолчанию) или "Speed". Выход доплеровского домена — это аргумент dopgrid:

"Frequency": dopgrid — доплеровский сдвиг в Гц.
"Speed": dopgrid — радиальная скорость, соответствующая доплеровскому сдвигу, в м/с.

# DechirpInput — квадратурная демодуляция входного сигнала
Логический тип

Details

Установите для свойства DechirpInput значение true, чтобы системный объект EngeePhased.RangeDopplerResponse выполнял квадратурную демодуляцию (dechirp) входного ЛЧМ-сигнала.

Если для этого свойства указано значение true, происходит перемножение опорного ЛЧМ-сигнала с комплексно-сопряженным ЛЧМ-сигналом.

Установите для свойства DechirpInput значение false, чтобы указать, что входной сигнал демодулирован и дополнительная операция демодуляции не требуется.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT".

# SweepSlope — наклон частотной девиации
Вещественное число

Details

Наклон линейной частотной девиации в Гц/с, заданный в виде скаляра.

Данные входного сигнала x должны соответствовать девиации с задаваемым свойством SweepSlope наклоном.

Значение по умолчанию — 1e9.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT".

# DopplerWindow — окно для доплеровского взвешивания
Строка

Details

Окно, используемое для доплеровской обработки, заданное в виде "None" (по умолчанию), "Hamming", "Chebyshev", "Hann", "Kaiser", "Taylor" или "Custom".

Если задать для свойства DopplerWindow значение "Taylor", сгенерированное окно Тейлора будет иметь четыре почти постоянных боковых лепестка, примыкающие к основному лепестку.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT".

# PropagationSpeed — скорость распространения сигнала
Вещественное число

Details

Скорость распространения в м/с, заданная в виде положительного скаляра.

По умолчанию используется значение скорости света 299792458.

# DopplerFFTLength — длина БПФ для доплеровской обработки
Целое число типа Int64

Details

Длина БПФ для доплеровской обработки, заданная как целое положительное число.

Значение по умолчанию — 1024.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT", а для свойства DopplerFFTLengthSource значение "Property".

# PRFSource — источник частоты повторения импульсов
Строка

Details

Источник частоты повторения импульсов, заданный как:

"Auto" (по умолчанию) — предполагается, что частота повторения импульсов (PRF) обратна длительности входного сигнала x. Тогда PRF равна частоте дискретизации сигнала, деленной на количество строк во входном сигнале.
"Property" — укажите частоту повторения импульсов с помощью свойства PRF.
"Input port" — укажите PRF с помощью входного аргумента метода prf.

Используйте значения "Property" или "Input port", когда частота следования импульсов не может быть определена по длительности сигнала, как в случае с данными с селекцией по дальности.

# DopplerFFTLengthSource — источник длины БПФ при доплеровской обработке
Строка

Details

Способ определения длины БПФ для доплеровской обработки, заданный в виде:

"Auto" — длина БПФ равна количеству строк входного сигнала.
"Property" — свойство DopplerFFTLength этого объекта определяет длину БПФ.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT".

# PRF — частота повторения импульсов входного сигнала
Вещественное число

Details

Частота повторения импульсов входного сигнала, заданная в виде положительного скаляра. PRF должна быть меньше или равна частоте дискретизации, деленной на количество строк входного сигнала x.

Если длина сигнала переменная, вместо этого используйте максимально возможное количество строк входного сигнала.

Значение по умолчанию — 10000.0

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства PRFSource значение "Property".

# ReferenceRangeCentered — опорная дальность в центре сетки дальностей
Логический тип

Details

Установить опорную дальность в центр сетки дальностей. Задается как true (по умолчанию) или false. Установка этого свойства в true позволяет задать опорную дальность в центре сетки дальностей. Установка этого свойства в false задает опорную дальность в начале сетки дальностей.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT".

# DecimationFactor — коэффициент децимации для операции квадратурной демодуляции сигнала
Вещественное число

Details

Коэффициент децимации для операции демодуляции сигнала, заданный в виде целого положительного числа.

При обработке ЛЧМ-сигналов можно часто выполнять децимацию демодулированного сигнала, чтобы снизить требования к аналого-цифровому преобразователю.

Значение по умолчанию 1 означает отсутствие децимации.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT", а для свойства DechirpInput значение true.

# ReferenceRange — опорная дальность сетки дальностей
Вещественное число

Details

Опорная дальность сетки дальностей, заданная как неотрицательный скаляр.

Если для свойства RangeMethod задано значение "Matched filter" (согласованный фильтр), опорная дальность устанавливается в начало сетки дальностей.
Если для свойства RangeMethod задано значение "FFT" (БПФ), опорная дальность определяется свойством ReferenceRangeCentered.
- Когда для свойства ReferenceRangeCentered задано значение true, опорная дальность устанавливается в центр сетки дальностей.
- Когда для свойства ReferenceRangeCentered задано значение false, опорная дальность устанавливается в начало сетки дальностей.

Единицы измерения — метры.

Значение по умолчанию — 0.0

# RangeSidelobeAttenuation — уровень ослабления боковых лепестков для обработки дальностей
Вещественное число

Details

Уровень ослабления боковых лепестков окна Кайзера, Чебышева или Тейлора при обработке дальностей, заданное в виде положительного скаляра.

Единицы измерения — дБ.

Значение по умолчанию — 30

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT", а для свойства RangeWindow значения "Kaiser", "Chebyshev" или "Taylor".

# DopplerSidelobeAttenuation — уровень ослабления боковых лепестков для доплеровской обработки
Вещественное число

Details

Уровень ослабления боковых лепестков окна Кайзера, Чебышева или Тейлора для доплеровской обработки, заданное в виде положительного скаляра.

Единицы измерения — дБ.

Значение по умолчанию — 30

Зависимости

# MaximumNumInputSamplesSource — источник максимального количества отсчетов
Строка

Details

Источник максимального количества отсчетов входного сигнала, заданный как "Auto" (по умолчанию) или "Property".

Если задать свойству MaximumNumInputSamplesSource значение "Auto", объект автоматически выделяет достаточно памяти для буферизации первого входного сигнала.
Если задать свойству MaximumNumInputSamplesSource значение "Property", нужно указать максимальное количество отсчетов во входном сигнале с помощью свойства MaximumNumInputSamples. Любой входной сигнал, длина которого превышает это значение, будет усечен.

# SampleRate — частота дискретизации
Вещественное число

Details

Частота дискретизации в Гц, заданная в виде положительного скаляра.

Значение по умолчанию — 1e6

# OperatingFrequency — частота несущей сигнала
Вещественное число

Details

Несущая частота в Гц, заданная в виде скаляра.

Значение по умолчанию — 3e8

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства DopplerOutput значение "Speed".

# RangeFFTLengthSource — источник длины БПФ, используемой при обработке диапазона
Строка

Details

Источник длины БПФ, используемой для обработки диапазона, заданный как "Auto" (по умолчанию) или "Property". Это свойство определяет, как объект вычисляет длину БПФ, используемую при обработке диапазона.

"Auto" — длина БПФ равна количеству строк входного сигнала.
"Property" — длина БПФ задается в свойстве RangeFFTLength.

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT".

# RangeMethod — метод обработки дальности
Строка

Details

Метод обработки дальности, заданный как "Matched filter" (по умолчанию) или "FFT":

"Matched filter" — алгоритм применяет согласованный фильтр к входящему сигналу. Такой подход характерен для импульсных сигналов, когда согласованный фильтр является временной обратной характеристикой передаваемого сигнала.
"FFT" — алгоритм выполняет обработку дальности, применяя БПФ к входному сигналу. Этот подход обычно используется с ЛЧМ и линейными ЧМ-импульсными сигналами.

# MaximumNumInputSamples — максимальное количество отсчетов входного сигнала
Вещественное число

Details

Максимальное количество отсчетов во входном сигнале x, заданное в виде целого положительного числа. Это свойство ограничивает размер входного сигнала. Любой входной сигнал, длина которого превышает это значение, усекается.

Значение по умолчанию — 100

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "Matched filter", а для свойства MaximumNumInputSamplesSource — значение "Property".

# RangeFFTLength — длина БПФ при обработке дальности
Целое число типа Int64

Details

Длина БПФ в области дальности, заданная в виде целого положительного числа.

Значение по умолчанию — 1024

Зависимости

Чтобы использовать это свойство, установите для свойства RangeMethod значение "FFT", а для свойства RangeFFTLengthSource значение "Property".

Методы

Общие для всех системных объектов

`step!`	Запустить алгоритм работы системного объекта
`release!`	Разрешить изменение значения свойства системного объекта
`reset!`	Сброс внутренних состояний системного объекта

Алгоритмы

Алгоритм обработки

Details

Объект EngeePhased.RangeDopplerResponse выполняет обработку следующим образом:

Обрабатывает входной сигнал в измерении быстрого времени, используя либо согласованный фильтр, либо операцию демодуляции/БПФ.
Обрабатывает входной сигнал в импульсном измерении с помощью БПФ. Алгоритм децимации использует КИХ-фильтр 30-го порядка, сгенерированный функцией fir1(30,1/R), где R — значение свойства DecimationFactor.

Точность данных

Details

Этот системный объект поддерживает одинарную и двойную точность для входных данных, свойств и аргументов. Если входные данные x имеют одинарную точность, то и выходные данные будут одинарной точности. Если входные данные x имеют двойную точность, то выходные данные будут иметь двойную точность. Точность выходных данных не зависит от точности свойств и других аргументов.