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STK 航空仿真(三)雷达1.添加雷达到飞机2.雷达简介3.关键雷达设置

1.添加雷达到飞机

首先打开MATLAB,运行下面的MATLAB脚本添加场景和飞机:

%打开一个STK应用实例
uiapp = actxserver('STK10.application');
%获取STK用户界面
root = uiapp.Personality2;
%显示界面
uiapp.visible = 1;  
%创建一个新场景并设定时区
root.NewScenario('open_STK');  
%设置时间日期格式为UTCG
root.UnitPreferences.Item('DateFormat').SetCurrentUnit('EpSec');
root.UnitPreferences.Item('Distance').SetCurrentUnit('m');

aircraft = root.CurrentScenario.Children.New('eAircraft', 'MyAircraft');
aircraft.VO.Model.ModelData.set('Filename',
'STKData\VO\Models\Air\b-52_stratofortress.mdl');

route = aircraft.Route; 
ptsArray = {37.5378,101,5000,20,5; 
            47.2602,30.5517,5000,20,5;
            47.2602,30.5517,5000,20,5;
            39.5378,14.2207,5000,20,5;}; 
route.SetPointsSmoothRateAndPropagate(ptsArray); 
%Propagate the route 
route.Propagate; 
           

然后添加雷达: 

aircraft.Children.New('eRadar','Radar1');
           

2.雷达简介

2.1 按照波束类型分类

(1)脉冲雷达(Pulse Radar):测距。

(2)多普勒雷达(PD)/移动目标指示器(MTI):探测运动物体的速度和方位。

(3)连续波雷达(CW):多普勒频率偏移或者速率探测。

(4)激光雷达(LIDAR):窄激光波束。

2.2 按照发射和接收机分类

(1)单基地雷达(Monostatic):发射和接收使用单一天线。

(2)双基地雷达(Bistatic):发射和接收各自使用单独天线。

2.3 关键概念

(1)脉冲重复频率(PRF):每秒钟发射的脉冲数目,是脉冲重复间隔(pulse repetition interval, PRI)的倒数。脉冲重复间隔就是一个脉冲和下一个脉冲之间的时间间隔。脉冲重复频率的1/2称为尼奎斯特频率极限,如果多普勒频移值超过这一极限,脉冲多普勒所检出的频率改变就会出现大小和方向的伪差,称为频率失真。

(2)雷达截面(RCS):一个目标的RCS等于单位立体角目标在雷达接收天线方向上反射的功率(每单独立体角)与入射到目标处的功率密度(每平方米)之比。

(3)合成孔径雷达(SAR):合成孔径雷达是利用与目标作用相对运动的小孔径天线,把在不同位置接收的回波进行相干处理,从而获得较高分辨力的成像雷达。

3.关键雷达设置

注意

STK雷达没有独立子类和公开的方法,因此无法在MATLAB中设置雷达属性,只能直接在STK界面中进行设置。

3.1 选择雷达类型

STK中的雷达类型有单基地(Monostatic)和双基地(Bistatic)两种雷达:

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 3.2 模式选择

模式有合成孔径(SAR)和搜索跟踪(Search Track)两种,默认是搜索跟踪。

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 3.3 波形参数设置

波形有固定脉冲波(Fixed PRF)和连续波(Continuous Wave),默认为固定脉冲波。对于固定脉冲波,需要设置的关键参数有两个:

(1)PRF:决定了每秒钟发射的脉冲数目。

(2)脉冲宽度(Pulse width)

对于连续波,一般设置分析模式,有:

(1)固定时间间隔(2)全局SNR。两种分析模式。

3.4 雷达3D图形显示设置

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勾选Volume Graphics下的Show Volume,将会显示雷达的波束锥面:

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 再勾选show as wireframe,将会显示线框图:

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 滑动下面的滑块可以调节线框图中射线的密度以及覆盖范围。resolution是分辨率,控制射线之间的间隔,Point是等分点数目,start和stop分别为起始和终止角度。

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比如将雷达扫描方位角范围设置为[-30°,30°]:

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3.5 天线设置

STK打开雷达属性窗口,选中天线(Antenna)选项卡,可以查看天线类型,STK默认使用抛物线天线。

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 不同的天线类型可以产生不同的波束形状,从而得到不同的探测距离和视场角,下面列出几种常用的类型:

(1)抛物线天线(parabolic)

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(2)螺旋天线(helix)

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 (3)偶极天线(dipole)

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(4) 高斯天线

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3.6 雷达指向和机身上的位置

机载雷达的默认指向是机体系(英式坐标系)的Z轴,要调整雷达的探测方向,可以在雷达属性窗口Basic>Antenna>orientation下调整天线的方位角和高低角,例如将前面的机载雷达波束中心调整为机体系(英式坐标系)的x轴,即将高低角设为0,这样对地探测可以改为对空探测。

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 发现雷达波将机头包裹住了一部分,不美观,可以设置雷达的原点往机头方向偏移一点:

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