MATLAB und Simulink bei Radarsystemen

Entwurf, Simulation, Test und Bereitstellung multifunktionaler Radarsysteme

Radaringenieure verwenden MATLAB® und Simulink®, um das Tempo der Radarsystementwicklung zu verbessern – von der Antennengruppe über die Radarsignalverarbeitungsalgorithmen bis hin zur Datenverarbeitung und -steuerung.

Mit MATLAB und Simulink können Radaringenieure Folgendes tun:

  • Machbarkeitsstudien durchführen, Systemleistung prognostizieren sowie Abdeckungsanalysen im 3D-Gelände
  • interaktiv die Radarsystemarchitektur entwerfen und analysieren
  • Antennenelemente und -gruppen sowie Funkkomponenten entwerfen, analysieren, integrieren und visualisieren
  • Ausbreitungskanal, Ziele, Störsender und Unordnung modellieren
  • phasengesteuerte Multifunktions- und Multisensor-Tracking- und Positionierungssysteme entwerfen und testen
  • Code in Gleit- oder Festkomma zur Prototypisierung oder Produktion für MCUs, Grafikprozessoren, SoCs und FPGA-Geräte generieren
  • die Daten synthetisieren und Deep Learning-Modelle für Anwendungen wie Zielklassifizierung und Modulationserkennung trainieren

MATLAB und Simulink für Radarsysteme verwenden

Radarsysteme

Ingenieure verwenden MATLAB und Simulink, um Multifunktionsradarsysteme durchgängig zu entwerfen, zu simulieren und zu testen. Radarsystemingenieure können Machbarkeitsanalysen, parametrisierte Leistungsprognosen mit Metriken, Ressourcenmanagement und Abdeckungsanalysen mit 3D-Gelände durchführen. Ingenieure haben die Möglichkeit, die Charakteristiken von Sensorgruppen und Wellenformen zu untersuchen, um Linkbudgetanalysen durchzuführen. Außerdem sind Ingenieure in der Lage, System- oder Softwarearchitekturen zu definieren und analysieren. Teilsystemingenieure können das architektonische Modell mit den in MATLAB oder Simulink oder C/C++ entwickelten Verhaltensmodellen bestücken.


Antenne und Funk

Antennen- und Funkingenieure nutzen MATLAB und Simulink als gemeinsame Entwurfsumgebung, um Signalkettenelemente wie Funk und Antenne sowie digitale Elemente zu prototypisieren. Ingenieure können dann die Arbeit mehrerer Teams als ausführbares Modell auf Systemebene kombinieren.

Ingenieure haben die Möglichkeit, Übersichts- und High-Fidelity-Modelle zu mischen, um die Interaktion der Komponenten zu simulieren, Entwurfskompromisse auszuwerten und die Leistungsauswirkung der Entwurfsentscheidungen zu analysieren. Außerdem sind Ingenieure in der Lage, S-Parameter und andere Funkmessungen in Systemsimulationen einzubeziehen.


Signalverarbeitung

Radarsignalverarbeitungsingenieure verwenden MATLAB, Simulink und Apps, um phasengesteuerte Multifunktionssysteme zu entwerfen und zu analysieren, die Frequenz-, PRF-, Wellenform und Strahlverteilungsagilität benötigen. Ingenieure können die Dynamik von Radar- und EW-Systemen und -Zielen für boden-, luft- und schiffsgestützte Szenarien modellieren. Ingenieure sind auch in der Lage, integrierte Bibliotheken von Signalverarbeitungsalgorithmen, einschließlich Beamforming, angepasste Filterung, Schätzung der Direction of Arrival (DoA) und Zielerkennung wirksam zu nutzen.


Datenverarbeitung

Radardatenverarbeitungsingenieure verwenden MATLAB und Simulink zum Entwerfen, Simulieren UND Testen von Systemen, die Daten mehrerer Sensoren kombinieren, um Situationsbewusstsein (SA) und Standortbestimmung beizubehalten. Ingenieure können ihre Algorithmen durch das Modellieren von Radar-, EO/IR-, IMU- und GPS-Sensoren in MATLAB mit realen oder synthetischen Daten testen. Integrierte Bibliotheken für Multiobjekttracker und Schätzfilter stehen zur Verfügung, um Architekturen auszuwerten, die Raster-, Erkennungs- und Objekt- oder Tracking-Sensor-Zusammenführung zur Validierung der Leistungen gegenüber der Ground Truth mit Metriken kombinieren.


Ziele und Umgebung

Radar- oder EW-Ingenieure verwenden MATLAB und Simulink, um Wellenausbreitung, Unordnung, Störsignale, Interferenz und Zielbewegung mit gleichbleibender Schnelligkeit und Beschleunigung sowie gleichbleibendem Zielquerschnitt zu modellieren. Ingenieure können auch die atmosphärische Dämpfung mithilfe von LOS-Ausbreitungsmodellen (Line of Sight) abbilden. Diese Modelle kalkulieren die Signalausbreitung durch atmosphärische Gase, Regen, Nebel und Wolken.


Hardwarebereitstellung

Radaringenieure stellen MATLAB- oder Simulink-Modelle auf vielen Bereitstellungszielen in einer Produktionsumgebung bereit. Ingenieure können Modelle in C, C++, HDL und CUDA® konvertieren, um sie auf integrierten oder Edge-Geräten bereitzustellen. Außerdem sind Ingenieure in der Lage, Modelle in intern entwickelte Unternehmensanwendungen für Desktops oder Server zu integrieren. Ingenieure haben die Möglichkeit, Simulationen und Anwendungen mit generiertem C/C++ und MEX Code zu beschleunigen oder Grafikprozessoren oder Knotenpools zu verwenden.


KI für Radar

Radaringenieure verwenden MATLAB zum Entwickeln von auf Künstlicher Intelligenz basierenden Anwendungen in den Bereichen kognitiver Radar, softwaredefinierter Funk und intelligenter Empfänger. Ingenieure synthetisieren Daten mit MATLAB-Modellen, um dann Deep Learning- und Machine Learning-Netze für eine Reihe von Anwendungen wie Modulationserkennung oder Zielklassifizierung zu trainieren.