Modellazione di sistemi radar con MATLAB

Giorno 1/2

Utilizzo della Radar Toolbox

Obiettivo: Scoprire i temi del corso, compresa una panoramica su un modello di sistema radar che verrà sviluppato a diversi livelli di fedeltà con il progredire del corso.

• Introduzione ai prodotti sopra elencati, con particolare attenzione sul Radar Toolbox 
• Introduzione al workflow di una progettazione radar 
• Introduzione a un modello radar di ricerca e tracciamento, che servirà da esempio per il corso

Ingegneria dei sistemi radar

Obiettivo: Scoprire come utilizzare l'app Radar Designer per caratterizzare, analizzare e valutare i requisiti di sistema radar.

• Valutazione dell'equazione del radar e le prestazioni rispetto alle metriche a livello di sistema 
• Calcolo dei guadagni e delle perdite del sistema, della potenza di trasmissione, del range massimo, dell'SNR e di altri parametri chiave della progettazione radar 
• Analisi delle prestazioni di rilevamento in un range di condizioni ambientali 
• Scoperta degli scambi dell’ingegneria del segnale e dell'elaborazione dei dati per garantire che i requisiti siano soddisfatti 
• Tracciamento dell'SNR rispetto a un range su un grafico a semaforo 
• Generazione del codice MATLAB dall'app

Scrittura di scenari radar

Obiettivo: Scoprire come utilizzare Radar Toolbox per creare uno scenario realistico che può essere utilizzato per valutare un progetto preliminare di un sistema radar e per guidare simulazioni a livello di sistema.

• Modellazione del movimento, dell'orientamento e dell'SNR di piattaforme e target radar 
• Creazione e registrazione di uno scenario radar contenente piattaforme ed emettitori 
• Tracciamento delle traiettorie di verità di base, dei rilevamenti di oggetti e dei livelli di potenza in uno scenario radar

Modellazione e simulazione radar

Obiettivo: Tradurre un progetto radar preliminare in un modello statistico. Imparare a generare rilevamenti, rilevamenti in cluster e tracce dal modello. Implementare il workflow per passare a un modello a livello di segnale direttamente dal modello statistico.

• Traduzione del progetto preliminare in parametri del modello statistico 
• Esecuzione del modello statistico per generare rilevamenti e tracce 
• Uso del ricetrasmettitore radar per passare dal modello statistico al modello a livello di segnale 
• Convalida dei risultati tra i diversi livelli di astrazione della modellazione

Segnale radar ed elaborazione dei dati

Obiettivo: Generare rilevamenti da simulazioni a livello di segnale. Stimare i parametri del segnale ricevuto, compresi direzione di arrivo, range, angolo e risposta Doppler. Configurare un localizzatore per più oggetti ed eseguire il tracking adattivo.

• Panoramica sul segnale radar e sull’elaborazione dei dati 
• Acquisizione delle proprietà dei segnali ricevuti, come la risposta del filtro abbinato, la risposta del processore di estensione, la direzione di arrivo, il range, l'angolo e la risposta Doppler 
• Implementazione di un algoritmo di rilevamento del tasso di falsi allarmi costante (CFAR) 
• Creazione, eliminazione e gestione di tracce per oggetti multipli. Acquisizione di posizioni e velocità degli oggetti.

Giorno 2/2

Progettazione di array di antenne

Obiettivo: Progettare e analizzare antenne phased array.

• Generazione di modelli di radiazione per antenne phased array lineari, planari e conformali utilizzando l'applicazione Sensor Array Analyzer 
• Progettazione degli array utilizzando architetture di subarray 
• Sintetizzazione di un array affinché corrisponda a un modello noto
• Modello di trasmissione e ricezione di segnali attraverso array di antenne 

Elaborazione del segnale spaziale

Obiettivo: Integrare il beamforming e la stima della direzione di arrivo (DOA) per migliorare l’intensità del segnale desiderato e ridurre l'impatto delle sorgenti di interferenza. Parametro di stima dell'angolo, Doppler

• Modellazione di beamformer a banda stretta e a banda larga 
• Implementazione della stima della direzione di arrivo

Modellazione dell'ambiente radar

Obiettivo: Imparare a estendere la fedeltà del modello a livello di segnale attraverso il range di componenti del sistema radar e dello scenario.

• Modellazione di target puntiformi e target a retrodiffusione con RCS dipendente dall’angolo 
• Modellazione dello spazio libero, della propagazione atmosferica e a due raggi, del clutter e delle interferenze degli emettitori di interferenza 
• Altimetro del radar 

Modelli di antenna e accoppiamento reciproco

Obiettivo: Imparare a generare modelli di antenna e a modellare l'accoppiamento reciproco in un array.

• Generazione di modelli di antenna utilizzando le applicazioni Antenna Designer e Antenna Array Designer 
• Modellazione di array con elementi personalizzati 
• Calcolo dell'accoppiamento reciproco in array di piccole, medie e grandi dimensioni

Librerie delle forme d'onda per radar multifunzione

Obiettivo: Selezionare i parametri delle forme d'onda e creare una libreria di forme d'onda agili.

• Uso dell'app Pulse Waveform Analyzer per progettare forme d'onda radar 
• Creazione di una libreria di forme d'onda da poter utilizzare in un radar multifunzione 
• Implementazione di modelli agili di PRF, di frequenza e di orientamento del raggio