STK 航空仿真(三)雷达

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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:

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。

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

勾选

Volume Graphics

下的

Show Volume

,将会显示雷达的波束锥面:

再勾选

show as wireframe

,将会显示线框图:


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



stop

分别为起始和终止角度。

比如将雷达扫描方位角范围设置为

[-30°,30°]

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。

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)


(2)螺旋天线(helix)


(3)偶极天线(dipole)


(4) 高斯天线

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。

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: