雷达是如何工作的?

雷达是一种射频(RF)传感器，它探测其视野范围内的物体，并确定物体的距离、速度和方位角和仰角方向。雷达也被用于确定天气状况，生成物体的图像，或识别物体的类型。雷达的工具箱在MATLAB^®帮助分析、建模和模拟整个雷达生命周期，从系统工程到信号处理和数据处理。

什么是雷达方程?

雷达系统的性能通常是由特定探测概率的探测距离(P_d)或P_d对于一个特定的范围。的雷达方程是一个基于系统设计参数、雷达视场中的目标和环境预测雷达系统性能的函数。

链路预算分析，决定了接收端接收功率，也是基于雷达方程。这种类型的分析通常使用电子表格来完成。或者,雷达设计师应用是一个交互式工具，允许用户使用可视化执行链接预算分析。该应用程序帮助用户理解设计权衡，并基于一组性能要求设计一个雷达系统。

雷达是如何工作的?

雷达捕捉并分析其视野内物体或环境的反射和射频发射。雷达要么使用自己的发射机，要么在被动雷达的情况下，使用另一种可用的射频能量来源来照亮监视区域。这种能量在环境中传播，并在遇到物体或环境变化时向不同方向散射。雷达接收到的信号包括来自环境的其他信号，如噪声、来自其他射频能量来源的干扰和杂乱．这些检测是使用信号处理技术。通过在探测过程中应用数据处理算法，雷达可以生成目标轨迹、图像，并进行目标分类。

什么是不同的雷达类型?

雷达系统可以在一系列系统级体系结构中实现，这些体系结构根据应用程序的类型而不同。一些例子包括:

单站和双站/多站雷达

单天线雷达是最典型的雷达，其特点是发射天线和接收天线配置在一起。在双站/多站雷达中，发射机和接收器天线阵列之间的距离与目标的估计距离相当。这种类型的雷达的应用，反射回发射天线方向的能量非常小，无法检测。您可以使用radarDataGenerator，是雷达工具箱中的统计雷达模型，可生成单静态和双静态模式下的概率探测。

无源雷达

无源雷达是双基地雷达的一种特殊情况，其特点是使用可用的商业广播或通信信号作为能量来源，而不是在雷达系统中使用集成发射机。对雷达系统接收到的信号进行处理和分析，实现目标的探测和跟踪。这种雷达不容易被探测到，因为它不产生辐射。它还能抵御干扰和干扰。使用雷达工具箱，您可以模拟一个无源雷达利用现有的发射器来定位目标。

偏振雷达

这种类型的雷达系统在发射和/或接收链中使用垂直和水平偏振进行目标探测和分类。极化雷达数据可用于改进目标探测，或为天气预报对降水和大气条件进行分类。对偏振雷达建模需要对两种偏振进行模拟和分析。通过“雷达工具箱”，您可以分析雷达的性能偏振雷达用于正交偏振目标的检测。

成像雷达

这种雷达系统使用宽带信号生成物体的高分辨率图像。所需的宽视场可以通过相控阵天线和波束形成技术或通过合成孔径雷达，它在穿过调查区域时捕捉反射的能量。为了在距离和横向距离两个维度上实现高分辨率，距离分辨率改进了脉冲压缩技术，采用跨距离压缩方法，包括距离迁移和反向投影，增强了跨距离分辨率。

雷达在哪里?

雷达系统设计可以针对不同的功能和跨行业的应用进行定制。典型的雷达应用包括:

空中交通管制

机场监察雷达(ASR)用作机场空中交通管制系统的一部分，用于侦测和定位机场附近的飞机。雷达系统在空中交通管制中的另一项应用是在恶劣天气中协助飞机作终场进近。

汽车

安装在车辆上的雷达用于探测障碍物和其他车辆，以及它们的位置和速度。有两类雷达用于汽车应用:用于盲点监测和停车辅助的近程雷达(SRR)和远程雷达(LRR)的应用包括自适应巡航控制系统、避免碰撞和盲点检测。使用“雷达工具箱”，您可以生成包含多径效应的概率雷达探测、集群和跟踪。

天气

天气雷达捕捉和分析来自大气的反射，以探测、测量和定位降水。多普勒雷达和偏振雷达是天气预报中常用的两种雷达技术。多普勒雷达用于确定降水运动的方向和速度。偏振雷达用于探测降水类型或测量湍流。使用雷达工具箱，您可以为天气雷达生成同相和正交(IQ)信号，并测量参数，如剪切或湍流。

遥感

成像雷达在遥感应用中被用来提供环境和地理空间信息。例如，卫星合成孔径雷达生成地球表面图像，以提供包括水位、森林高度和栖息地变化在内的信息。探地雷达(GPR)是另一种成像雷达，基于合成孔径雷达，用于生成地下图像，应用范围包括地质、考古、公用设施测绘和混凝土检验。与radarTransceiver在雷达工具箱中，您可以生成IQ信号，这对开发遥感应用的信号处理和成像技术非常有用。

航空航天和国防

雷达系统在航空航天和国防领域的主要应用是在远距离和宽方位覆盖范围内搜索和跟踪目标。根据搜索环境，这些雷达通常被进一步归类为空中监视，海上监视或地面监视雷达。多功能雷达可以执行多个任务，例如搜索、确认和跟踪，用于这些应用程序。有了雷达工具箱，您可以建模多功能雷达系统具有灵活的设计参数，如频率和脉冲重复频率(脉冲重复频率）.

雷达用MATLAB和Simulink

通过MATLAB和Simulink，您可以在不同的抽象级别上设计、分析和建模不同类型的雷达，从统计建模到基于物理的建模。雷达工具箱提供了一个应用程序库，函数和算法，使您能够:

• 通过在雷达设计器应用程序中包含系统组件和环境损失，提高链接预算分析的保真度
• 模拟现实场景和场景，包括环境杂波和多平台运动

• 利用统计模型和基于物理的模型模拟多径反射引起的鬼目标检测和跟踪

• 对多功能雷达系统进行闭环雷达仿真，并通过建模自适应跟踪技术提高资源管理效率

• 生成合成孔径雷达图像，训练目标识别的深度学习算法

• 综合雷达数据用于深度学习模型对目标和接收信号进行分类

• 将为图像和信号设计的深度学习模型应用于雷达返回(观看视频-二二14)。