[导读]相控阵雷达波位编排的功能是对一个给定的监视空域进行照射波束编排,为相控阵雷达的波位扫描提供搜索波位表。不同于传统的机械扫描雷达,相控阵雷达在探测目标时,将存在着如下的问题:1.天线波束宽度随着扫描角(即偏离阵面法线的夹角)变化,导致波束排列不均匀。2.阵面调节后导致波束宽度发生变...
相控阵雷达波位编排的功能是对一个给定的监视空域进行照射波束编排,为相控阵雷达的波位扫描提供搜索波位表。不同于传统的机械扫描雷达,相控阵雷达在探测目标时,将存在着如下的问题:1. 天线波束宽度随着扫描角(即偏离阵面法线的夹角)变化,导致波束排列不均匀。2. 阵面调节后导致波束宽度发生变化。3. 波束在空间中的切换(移动)是离散的,存在着最小波束跃度。为了解决上述问题,都需要进行预先的波位编排,才能使雷达性能满足指标要求。同时通过进行波位编排,确定各波位位置,预先计算并存储相应的波控码,在波束调度时直接调用波控码,能够快速相应波控速度,而无需再重复计算各阵元的附加相移量。
波位排列方法对于给定的搜索监视空域,所需要的波位数目除了与波位参数有关以外,还与波位排列方式密切相关,波位排列方式的选择应该在波位个数与覆盖范围内的平均增益损失之间进行折中考虑。在设计波位排列时,临近的两个波位直径距离越大,雷达完成对整个监视空域扫描的时间就越短,但是会有很多区域被漏检,使得所指定区域平均波束增益损失较多。实际中,多采用三种方式进行波位排列,即列状波束(矩形排列)、交错波束(三角形排列)和低损耗点波束(交叠排列)。三种波位编排各有优点,列状波束编排所需要的波位数目最少,但是它的覆盖率较低,当有限的相控阵资源是主要矛盾时,或者目标分布密度较小时可以考虑这种排列方式;低损耗点波位编排虽然其覆盖率高,但是重叠率也高,容易造成对目标的冗余探测,反而增加了后续航迹管理的难度,限制了其应用范围;交错波位编排的3dB覆盖率达到了90%左右,同时重叠率为0,波位个数与覆盖范围内的平均增益损失这两种性能达到了较好的平衡,是一种常见的波位编排样式,在本建模仿真中,主要采用这种方式进行空域波位编排。
波位编排仿真将波位编排的一般步骤描述为如下五个具体步骤:1. 根据雷达预设的监视区域范围,包括方位扫描范围、俯仰扫描范围,通过坐标变换,将其变换至正弦空间坐标系内,即完成探测空域轮廓,并将其映射至正弦坐标空间。2. 根据正弦空间内的波束宽度、预设的波束排列方式(如矩形排列、三角形排列、交叠排列等),在正弦空间内安排各波位,计算各波位的中心坐标;3. 将各波位的中心坐标通过坐标转换(一般需要转换两次,首先转至天线阵面坐标系,然后转至雷达站坐标系内),变换到雷达站坐标系内;4. 通过方位、俯仰二维检测,检验该波位是否落入雷达预设的监视区域范围内,如果落入监视区域内,则将波位位置存入正弦空间波位编排列表中,否则将丢弃;5. 逐一执行上述操作,生成整个正弦空间的波位编排列表,并通过坐标转换,将其变换至雷达站球坐标系,便于后续进行事件调度使用。在实际过程中,还需要根据波位编排列表中的每一个波位,对应地生成波控码,以提高波控相应速度,在数字仿真中暂时不考虑。利用上述五个步骤,给出具体的波位编排实例,详见BeamArrange函数,它的调用形式如图 3.1所示。图 3.1 波位编排主函数调用方式说明采用如下图所示的相控阵雷达典型参数进行仿真。图 3.2 仿真参数设置在正弦空间坐标系内,采用三角形排列方式进行波位编排,得到如图 3.3所示的结果。通过仿真可以看到,采用三角形排列(交错波位)编排时,其3dB覆盖率能达到90%左右,重复率为0,波位数目也较少,约为1423个。
图 3.3 三角形排列下的波位编排结果相控阵雷达处于搜索工作状态时,要对搜索空域立体角进行扫描并形成目标检测报告。为了提高对搜索空域中目标的检测概率,一般希望搜索空域立体角内排列的波束不宜过松,以免造成漏检;
另一方面,为了提高雷达搜索数据率,又要求搜索空域立体角内排列的波束不宜过于紧密,安排的波位数目不宜过多。此外,天线阵列排列过密还会增加雷达的冗余探测,导致雷达在目标航迹关联、滤波预测等数据处理负担增加。
综上考虑,波位编排要在雷达检测性能损失和搜索数据率之间寻求折中。在大多数实际用中,通常期望天线波束在搜索空域立体角内均匀排列,并且根据不同的战术要求,天线波位序列排列的紧密程度也有所不同。本文节选自新推出的一个精品课程:《相控阵雷达波束调度和多目标航迹管理》,包含一个32页的WORD文档和丰富的Matlab程序集,见下面截图:
精品课程目录
1相控阵雷达事件调度1.1概述1.2影响调度的主要因素1.2.1各种工作方式的相对优先级1.2.2调度间隔的选择1.2.3资源与设计条件约束1.3自适应调度策略及其准则2雷达事件调度建模2.1雷达事件类型2.2雷达事件优先级准则2.2.1精度准则2.2.2紧迫性准则2.3时间和能量约束2.4雷达自适应调度仿真流程2.5程序仿真实现3空域波位编排3.1波位排列方法3.2波位编排仿真4多目标航迹管理4.1状态预测与更新4.2航迹起始和终结4.2.1概述4.2.2起始和终结规则4.3航迹关联5结束语5.1工作总结5.2需完善内容附录A 程序中使用的坐标系定义附录B 程序使用说明点击“阅读原文”订阅后下载文档和程序,运行主函数:MPAR2DBeamScan.m,得到上面视频中的调度效果,更多方式你可以自行消化程序后自行修改。该精品课程有专属的交流群,订阅后联系小编(ID:Zang_lxl)邀请加入。
本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
● 颠覆性的专用软硬件加速平台;利用GPU和CPU计算以及专有软件算法,提高准确度、速度和规模的同时,带来高达100倍的设计效率提升;
● 与传统HPC相比,支持GPU-resident模式的求解器可将仿真能效显著提高2...
关键字:
AI
仿真
● 热、应力和电子散热设计同步分析,让设计人员可以无缝利用ECAD和MCAD对机电系统进行多物理场仿真;
● 融合FEM和CFD引擎,应对各种热完整性挑战——从芯片到封装,从电路板到完整的电子系统;
● Celsius...
关键字:
AI
仿真
具有高采样率的泰克任意波形发生器(AWG)是功能多样且强大的仪器,可以提高脉冲激光实验的质量和效率,为以前所未有的精度和灵活性创建和操作光脉冲提供了多种可能性。
关键字:
仿真
测试测量
● 四态硬件仿真应用可加速需要X态传播的仿真任务;
● 实数建模应用可加速混合信号设计软件仿真;
● 动态功耗分析应用可将复杂SoC的功耗分析任务加快5倍。
关键字:
仿真
SoC
目前,中国市场HiL技术主要应用于汽车、航空航天、国防、能源、电力电子等产业,2016年-2028年市场规模复合增长率达18.5%,预计2028年中国HiL模拟行业市场规模达到273亿元,其中尤以汽车行业HiL应用市场规...
关键字:
仿真
汽车电子
在今年的泰克创新论坛上,我与新思科技(Synopsys)的Madhumita Sanyal和安立公司(Anritsu)的Hiroshi Goto一起讨论了最新PCIe版本面临的挑战,以及PCIe 7.0可能面临的挑战。
关键字:
仿真
近日,第11届EEVIA年度中国硬科技媒体论坛暨产业链研创趋势展望研讨会在深圳召开,上海合见工业软件集团产品工程副总裁孙晓阳在会上发布了主题为“把握芯片设计关键核心,助力国产EDA新格局”的演讲。
关键字:
芯片设计
仿真
验证
chiplet
合见工软
IP
COMSOL 电池主题日系列活动邀请了多位行业专家,分享多物理场仿真在电池行业中的应用和优势,共同探讨电池及电化学储能技术未来发展的无限可能。 上海2023年9月21日 /美通社/ -- 2023年9月20日,全球领先...
关键字:
仿真
电池技术
COMSOL
电化学
四家在HiL仿真行业内的“先行者”,凭借其先发优势和核心技术,已经稳占市场主导地位,成为了业界公认的“四大龙头”。他们分别有什么特点?
关键字:
仿真
测试测量
VHDL (VHSIC Hardware Description Language),是一种硬件描述语言,可以用于描述电路的结构、功能和行为等,并进行仿真和验证。VHDL具有规范性、综合性和模拟性等特点,已被广泛应用于数...
关键字:
单片机
EDA技术
仿真
9月2日,第十六届国际先进机器人及仿真技术大赛(RST大赛)沈阳站国赛的开幕式在沈阳国际会展中心隆重举行。
关键字:
AI
仿真
机器人
9月2日,第十六届国际先进机器人及仿真技术大赛沈阳站总决赛在沈阳国际展览中心拉开了帷幕。借此之机,21ic有幸采访了中国机电中国仿真学会机器人系统仿真专委会秘书长及大赛负责人于泓,针对参赛赛项内容、参赛选手选拔与培养等情...
关键字:
仿真
智能制造
电子设计自动化(EDA)技术在现代电子领域起着至关重要的作用。仿真工具是EDA技术中的关键组成部分,用于验证电路设计的性能和功能。本文将介绍常见的EDA仿真工具,包括电路仿真、时序仿真和射频仿真工具,并讨论如何使用这些工...
关键字:
EDA
电路设计
仿真
Multisim是一种功能比较强大的电子电路仿真软件,利用Multisim软件可以使设计与仿真同步,一边设计一边实践,修改调试也比较方便。
关键字:
Multisim软件
仿真分析
仿真
摘要:光伏电池在阴影影响下照明不均匀,输出特性受到影响。鉴于此,研究了光伏电池的数学特性,分析了光伏电池各区域在无阴影和不同程度阴影影响下的输出特性,最后通过建模仿真实验,总结论证了光伏电池在阴影影响下的输出特性规律。
关键字:
输出特性
阴影
仿真
为增进大家对雷达的认识,本文将对雷达的发展史进行详细的介绍,并对雷达的种类加以阐述。
关键字:
雷达
指数
相控阵雷达
数字集成电路(Digital Integrated Circuits,DIC)是一种能够处理数字信号的电路。它由多个数字逻辑电路元件组成,包括逻辑门、寄存器、计数器、加法器、乘法器等。数字集成电路广泛应用于计算机、通信、...
关键字:
数字集成电路
模拟电路
仿真
说到仿真测试大家可能会觉得陌生,不过其原理其实已经被广泛采用。比如某人想要开车从北京去上海,但是不知道需要多长时间,于是他做了这样的估算:
关键字:
自动驾驶
仿真
AI
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人,控制系统等领域。
关键字:
matlab
matlab简介
仿真
摘要:针对电力电缆接头发热和容易出现故障的问题,可以采用仿真分析的方法,及时发现可能存在的问题。鉴于此,在介绍电缆接头内部结构和常见故障的基础上,对电缆接头的温度开展ANsys软件仿真分析。通过建立三维模型、进行网格划分...
关键字:
电缆接头
ANsys软件
仿真