MATLAB 和 Simulink 在雷达系统中的应用

设计、仿真、测试和部署多功能雷达系统

雷达工程师使用 MATLAB® 和 Simulink® 加快雷达系统设计的方方面面,从天线阵列到雷达信号处理算法,再到数据处理和控制。

借助 MATLAB 和 Simulink,雷达工程师能够:

  • 在三维地形上执行可行性研究、系统性能预测和覆盖分析
  • 交互式设计和分析雷达系统架构
  • 设计、分析、集成和可视化天线单元和阵列以及射频组件
  • 对传播信道、目标、干扰和杂波建模
  • 设计和测试多功能、多传感器相控阵跟踪和定位系统
  • 为 MCU、GPU、SoC 和 FPGA 设备生成用于原型设计或生产的浮点或定点代码
  • 合成数据并训练深度学习模型,用于目标分类和调制识别等应用

将 MATLAB 和 Simulink 用于雷达系统

雷达系统

工程师使用 MATLAB 和 Simulink 进行多功能雷达系统的端到端设计、仿真和测试。雷达系统工程师可以使用三维地形执行可行性分析、基于指标参数化的性能预测、资源管理和覆盖分析。工程师可以探索传感器阵列和波形的特性,以执行链路预算分析。工程师还可以定义和分析系统或软件架构。子系统工程师可以使用在 MATLAB、Simulink 或 C/C++ 中开发的行为模型来填充架构模型。


天线和射频

天线和射频工程师使用 MATLAB 和 Simulink 作为通用设计环境,开发信号链元件(包括射频、天线和数字元件)原型。然后,工程师可以将多个团队的工作合并为一个系统级的可执行模型。

工程师可以混合使用高级模型和高保真模型来仿真组件交互,评估设计权衡,以及分析设计选择对性能的影响。工程师还可以在系统仿真中包括 S 参数和其他射频测量。


信号处理

雷达信号处理工程师使用 MATLAB、Simulink 和 App 来设计和分析具有频率、PRF、波形和波束方向图敏捷性要求的相控阵多功能系统。工程师可以为陆基、机载和舰载的雷达和电子战系统以及目标进行动力学建模。工程师还可以利用信号处理算法的内置库,包括波束成形、匹配滤波、波达方向 (DOA) 估计和目标检测。


数据处理

雷达数据处理工程师使用 MATLAB 和 Simulink 来设计、仿真和测试系统,这些系统融合来自多个传感器的数据,可保持态势感知及定位。工程师可以在 MATLAB 中对雷达、EO/IR、IMU 和 GPS 传感器建模,以使用真实数据或合成数据测试其算法。内置库包含一系列多目标跟踪器和估计滤波器,可用于评估综合了网格级、检测级以及目标或轨道级融合的架构,使用指标对照真值以确认性能。


目标和环境

雷达或电子战工程师使用 MATLAB 和 Simulink 对波传播、杂波和干扰、匀速及匀加速目标运动以及目标反射截面进行建模。工程师还可以使用视距 (LOS) 传播模型对大气衰减建模。这些模型计算穿过大气气体、雨、雾和云的信号传播。


硬件部署

雷达工程师将 MATLAB 或 Simulink 模型部署到生产环境中的多个部署目标。工程师可以将模型转换为 C、C++、HDL 和 CUDA® 以部署到嵌入式或边缘设备。工程师还可以将模型与内部开发的企业桌面或服务器应用程序集成。工程师可以使用生成的 C/C++ 和 MEX 代码,或者使用 GPU 或节点池来加快仿真和应用程序的速度。


雷达人工智能

雷达工程师使用 MATLAB 开发基于人工智能的认知雷达、软件无线电和智能接收机应用。工程师使用 MATLAB 模型合成数据,这些模型可以用于训练深度学习和机器学习网络,用于调制识别或目标分类等一系列应用。