Modeling Radar Systems with MATLAB

1일차

Radar Toolbox 활용

학습목표: 교육과정을 진행하면서 다양한 수준의 정밀도로 개발될 레이다 시스템 모델에 대한 개요를 포함하여 교육과정 주제를 이해합니다.

• Radar Toolbox를 중점으로 하여 위에 나열된 제품 소개 
• 레이다 설계 워크플로 소개 
• 교육과정 예제로 사용할 탐색 및 추적 레이다 모델 소개

레이다 시스템 공학

학습목표: Radar Designer 앱을 사용하여 레이다 시스템 요구사항을 특성화, 분석 및 평가하는 방법을 이해합니다.

• 레이다 방정식 실행 및 시스템 수준 메트릭에 대해 성능 평가 
• 시스템 이득 및 손실, 송신 전력, 최대 거리, SNR 및 기타 주요 레이다 설계 파라미터 계산 
• 다양한 환경 조건에서의 검출 성능 분석 
• 요구사항 충족을 위해 신호 및 데이터 처리 공학의 장단점 살펴보기 
• 정지등 차트에서 거리 대비 SNR 플로팅 
• 앱에서 MATLAB 코드 생성

레이다 시나리오 작성

학습목표: Radar Toolbox를 사용하여 예비 레이다 시스템 설계를 평가하고 시스템 수준 시뮬레이션을 구동하는 데 사용할 수 있는 현실적인 시나리오를 만드는 방법을 이해합니다.

• 레이다 플랫폼과 표적의 모션, 방향 및 SNR 모델링 
• 플랫폼과 방사체가 포함된 레이다 시나리오 생성 및 기록 
• 레이다 시나리오에서 실측 궤적, 객체 검출 및 전력 수준 플로팅

레이다 모델링 및 시뮬레이션

학습목표: 예비 레이다 설계를 통계 모델로 변환합니다. 모델에서 검출, 군집화된 검출 및 추적을 생성하는 방법을 알아봅니다. 통계 모델에서 바로 신호 수준 모델을 만들어 내는 워크플로를 구현합니다.

• 예비 설계를 통계 모델 파라미터로 변환 
• 통계 모델을 실행하여 검출 및 추적 생성 
• 레이다 송수신기를 사용하여 통계 모델에서 신호 수준 모델 생성 
• 서로 다른 모델링 추상화 수준 간의 결과 검증

레이다 신호 및 데이터 처리

학습목표: 신호 수준 시뮬레이션에서 검출을 생성합니다. 도래각, 거리, 각도, 도플러 응답 변수를 포함하여 수신 신호 파라미터를 추정합니다. 다중객체 추적기를 구성하고 적응형 추적을 수행합니다.

• 레이다 신호 및 데이터 처리 개요 
• 정합 필터 응답, 스트레치 프로세서 응답, 도래각, 거리, 각도 및 도플러 응답 변수 등 수신 신호의 속성 가져오기 
• CFAR(일정 오경보율) 검출 알고리즘 구현 
• 여러 객체에 대한 추적을 생성 및 삭제하고 관리합니다. 객체 위치와 속도를 구합니다.

2일차

안테나 배열 설계

학습목표: 위상 배열 안테나를 설계하고 분석합니다.

• Sensor Array Analyzer 앱, Antenna Designer 앱, Antenna Array Designer 앱을 사용하여 안테나 패턴 생성 
• 부분배열 아키텍처를 사용하여 배열 설계 
• 사용자 지정 요소를 갖는 배열 모델링 
• 배열 파라미터의 섭동을 통한 성능 분석 및 보정 알고리즘 테스트
• 작은 배열, 중간 배열, 큰 배열에서 상호 결합 계산

공간 신호 처리

학습목표: 빔 형성과 DOA(도래각) 추정을 통합하여 원하는 신호 강도를 개선하고 간섭원이 미치는 영향을 줄입니다. 파라미터 추정 각도, 도플러

• 협대역 및 광대역 빔 형성기 모델링 
• 도래각 추정 구현

레이다 환경 모델링

학습목표: 다양한 레이다 시스템 및 시나리오 구성요소에 걸쳐 신호 수준 모델의 정밀도를 확장하는 방법을 알아봅니다.

• 각도에 따라 변하는 RCS를 갖는 점 표적 및 후방산란 표적 모델링 
• 자유 공간, 대기 및 2-선(two-ray) 전파, 클러터 및 재머 간섭 모델링 
• 레이다 고도계 

다기능 레이다의 파형 라이브러리

학습목표: 파형 파라미터를 선택하고 민첩 파형 라이브러리를 구축합니다.

• Pulse Waveform Analyzer 앱을 사용하여 레이다 파형 설계 
• 다기능 레이다에서 사용할 수 있는 파형 라이브러리 구축 
• PRF, 주파수 및 빔 조향 애자일 모델 구현