2026a

# radareqsearchsnr


基于搜索雷达方程的随距离变化的信噪比

函数库: TyRadar

# 语法

snr = radareqsearchsnr(range, pap, omega, tsearch)
snr = radareqsearchsnr(___; Name = Value)

# 说明

SNR = radareqsearchsnr( range, pap, omega, tsearch ) 计算监视雷达的可用信噪比(SNR)snr,基于距离 range、功率孔径积 pap、立体角搜索量 omega 和搜索时间 tsearch。


SNR = radareqsearchsnr(___; Name = Value) 计算可用的信噪比,由一个或多个 Name = Value 参数对指定的附加选项。示例

# 示例

使用搜索雷达方程计算信噪比

计算一个搜索雷达在目标距离为 1000 公里时的可用信噪比(SNR),其功率-孔径积为 。假设搜索时间为 10 秒,目标的 RCS 为 -10 dBsm,系统噪声温度为 487 开尔文,系统总损耗为 6 分贝。

using TyRadar
using TySignalProcessing
range = 1000e3
pap = 3e6
tsearch = 10
rcs = db2pow(-10)
ts = 487
loss = 6

雷达探测的空间区域的方位角在 [0,30] 度范围内,高度在 [0,45] 度范围内。用 solidangle 函数求出立体角度的搜索量,单位为球面度。

az = [0; 30]
el = [0; 45]
omega = solidangle(az, el)

计算可用 SNR。

snr = radareqsearchsnr(range, pap, omega, tsearch; RCS=rcs, Ts=ts, Loss=loss)
snr = 13.81815081944924
绘制 SNR 与距离的关系图

对于功率孔径积为 的搜索雷达,绘制可用的信噪比(SNR)与距离的函数关系图。

在计算信噪比时要考虑到由于吸收造成的路径损耗。

将范围指定为 [0,1000] 公里范围内的 1000 个线性间隔的值。假设搜索量为 1.5 球面度,搜索时间为 12 秒。

using TyRadar
using TyCommunication
using TyPlot
range = LinRange(1, 1000e3, 1000)
pap = 2.5e6
omega = 1.5
tsearch = 12

通过使用 gaspl 函数找出由于大气气体吸收造成的路径损耗。指定雷达工作频率为 10 GHz,温度为 15 摄氏度,干燥气压为 1013 hPa,水蒸气密度为 7.5

freq = 10e9
temp = 15
pressure = 1013e2
density = 7.5
loss = gaspl(range, freq, temp, pressure, density)

计算可用的信噪比。默认情况下,目标 RCS 为 1 平方米。

snr = radareqsearchsnr(range, pap, omega, tsearch, AtmosphericLoss = loss)

绘制信噪比与距离的函数图。在绘图之前,将距离从米转换为公里。

plot(range * 0.001, snr)
grid("on")
ylim([-10 60])
xlabel("Range (km)")
ylabel("SNR (dB)")
title("SNR vs Range")

# 输入参数

range - 距离
标量 | 长度为 J 的正值向量

距离,指定为标量或长度为 J 的正值向量,其中 J 是范围样本的数量。单位是米。

例如: 1e5

数据类型: Float

pap - 功率孔径积
标量 | 长度为 J 的正值向量

功率孔径积,指定为标量或长度为 J 的正值向量。单位为 W·m²。

例如: 3e6

数据类型: Float

omega - 立体角搜索量
标量

立体角搜索量,指定为标量。单位是球面度。

给定区域的仰角和方位角范围,可以使用 solidangle 函数求出立体角搜索体积。

例如: 0.3702

数据类型: Float

tsearch - 搜索时间
标量

搜索时间,指定为标量。单位是秒。

例如: 10

数据类型: Float

# Name = Value 参数对

指定可选的参数对为 Name1 = Value1,...,NameN = ValueN,其中 Name 是参数名称,Value 是相应的值。Name = Value 参数必须出现在其他参数之后,但参数对的顺序并不重要。

RCS - 雷达截面
1 (默认) | 正标量 | 正值的长度为 J 的向量

雷达截面指定为正标量或正值的长度为 J 的向量。J 是目标的数量。目标 rcs 是非波动的(Swerling 模型 0)。单位为平方米。

数据类型: Float

Ts - 系统噪声温度
290 (默认) | 正标量

系统噪声温度,指定为一个正标量。系统噪声温度是系统温度和噪声系数的乘积。单位是开尔文。

数据类型: Float

Loss - 系统损耗
0 (默认) | 标量 | 长度为 J 的实值向量

系统损耗,指定为一个标量或长度为 J 的实值向量。单位是 dB。

例如: 1

数据类型: Float

AtmosphericLoss - 单向的大气吸收损耗
0 (默认) | 标量 | 长度 J 的实值向量

单向大气吸收损耗,指定为标量或长度 J 的实值向量。单位是分贝。

例如: [10,20]

数据类型: Float

PropagationFactor - 单向传播系数
0 (默认) | 标量 | 长度 J 的实值向量

发射和接收路径的单向传播系数,指定为标量或长度 J 的实值向量。单位是分贝。

例如: [10,20]

数据类型: Float

CustomFactor - 自定义系数
0 (默认) | 标量 | 长度为 J 的实值列向量

自定义损耗系数,指定为标量或长度为 J 的实值列向量。J 是目标的数量。这些系数有助于减少接收的信号能量,可以包括与距离有关的 STC、重叠和波束驻留因素。单位是 dB。

例如: [10 20]

数据类型: Float

# 输出参数

snr - 可用的信噪比
标量 | 长度为 J 的实值列向量

可用的信噪比,以标量或长度为 J 的实值列向量的形式返回,其中 J 是距离样本的数量。单位是分贝。

# 更多关于

搜索雷达方程中的 SNR
标量 | 长度为 J 的正值列向量

搜索雷达方程的信噪比 SNR :

其中:

  • - 平均发射功率,单位为瓦特

  • - 天线有效孔径,单位为平方米

  • - 搜索时间,单位为秒

  • - 非波动目标雷达截面,单位为平方米

  • - 发射和接收路径的单程传播系数

  • - 有助于减少接收信号能量的与距离有关的综合因素

  • - 玻尔兹曼常数

  • - 系统温度,单位为开尔文

  • - 目标距离(米)。该方程假定雷达是单站的。

  • - 单向大气吸收损耗

  • - 综合系统损耗

  • - 以球面度为单位的搜索量

你可以根据对标准雷达方程的信噪比的假设来推导这个方程。

  • 雷达是单站的,因此 ,其中 是发射机到目标的距离, 是接收机到目标的距离。

  • 搜索时间是发射光束扫描整个搜索量所需的时间。因此,你可以用搜索量 、光束面积 和停留时间 来表示搜索时间 ,以球面度为单位。

  • 发射天线波束具有理想的矩形形状。因此,可以用天线波束的角面积来表示发射天线增益

  • 接收天线是理想的。这意味着你可以用天线有效孔径 和雷达工作频率波长 来表示接收天线增益

# 参考文献

[1] Barton, David Knox. Radar Equations for Modern Radar. Artech House Radar Series. Boston, Mass: Artech House, 2013.

[2] Skolnik, Merrill I. Introduction to Radar Systems. Third edition. McGraw-Hill Electrical Engineering Series. Boston, Mass. Burr Ridge, IL Dubuque, IA: McGraw Hill, 2001.

# 另请参阅

radareqsearchrng | radareqsearchpap | radareqsnr | radareqrng | radareqpow