A3_MATLAB快速雷达系统设计与仿真

1©2014TheMathWorks,Inc.PresentationTitleByAuthor2MATLAB快速雷达系统设计与仿真单博MathWorks中国3日程挑战1:雷达系统多领域建模快速雷达系统原型仿真挑战2:相控阵雷达建模相控阵雷达案例任意几何形状相控阵天线设计波束成形及运动目标检测使用联合仿真器（CorporateSimulator）及FPGA进行快速原型仿真总结4关于合作通常许多不同领域的工程师会参与到不同阶段的设计流程中。AlgorithmsHardwareRFFirmwareEtc.5嵌入式项目是复杂和困难的——项目无法按时完成的主要原因Reasonsforlateprojects,asreportedbyVentureDevelopmentCorporation.Source:EmbeddedSoftwareStrategicMarketIntelligencereport,Volume4,December2007,VDC.Note:Percentagessumtoover100%duetomultipleresponses.6日程挑战1:雷达系统多领域建模快速雷达系统原型仿真挑战2:相控阵雷达建模相控阵雷达案例任意几何形状相控阵天线设计波束成形及运动目标检测使用联合仿真器（CorporateSimulator）及FPGA进行快速原型仿真总结7系统级建模将雷达系统划分为信号处理、射频及目标模型，评估雷达对不同大小及不同距离目标的检测能力8系统级建模——结论各领域工程师团队可更加高效的协作相比于静态链路仿真提供更多信息可直观显示系统模型的时域、频域及空间行为9雷达模块的需求设计一种合适的波形以满足修正后的系统设计要求–仍使用现有射频硬件–将检测距离扩大到10公里–仍保持50米距离分辨率不变10雷达系统建模快速原型设计我们看到了什么?雷达系统快速原型设计简洁实用的雷达计算器11日程挑战1:雷达系统多领域建模快速雷达系统原型仿真挑战2:相控阵雷达建模相控阵雷达案例任意几何形状相控阵天线设计波束成形及运动目标检测使用联合仿真器（CorporateSimulator）及FPGA进行快速原型仿真总结12相控阵雷达系统建模的挑战WaveformGeneratorTransmitterTransmitArraySignalProcessingReceiverReceiveArrayEnvironment,Targets,andInterference频域建模空间建模时域建模13日程挑战1:雷达系统多领域建模快速雷达系统原型仿真挑战2:相控阵雷达建模相控阵雷达案例任意几何形状相控阵天线设计波束成形及运动目标检测使用联合仿真器（CorporateSimulator）及FPGA进行快速原型验证总结14相控阵建模案例挑战:对任意几何形状（如金字塔型）的相控阵建模三维展示相控阵几何形状三维展示相控阵方向图WaveformGeneratorTransmitterTransmitArraySignalProcessingReceiverReceiveArrayEnvironment,Targets,andInterference15相控阵建模案例我们看到了什么?对于复杂几何形状的阵列及子阵建模三维直观显示天线几何形态及方向图16日程挑战1:雷达系统多领域建模快速雷达系统原型仿真挑战2:相控阵雷达建模相控阵雷达案例任意几何形状相控阵天线设计波束成形及运动目标检测使用联合仿真器（CorporateSimulator）及FPGA进行快速原型验证总结17波束成形及运动目标跟踪案例挑战:建立天线及目标的运动模型在目标方向波束成形直观三维显示运动轨迹及天线方向图波形产生发射器发射阵列信号处理模块接收器接收阵列环境,目标,干扰18波束成形及运动目标跟踪案例我们看到了什么?模型在空间中的动态行为监看波束成形器的旁瓣大小19日程挑战1:雷达系统多领域建模快速雷达系统原型仿真挑战2:相控阵雷达建模相控阵雷达案例任意几何形状相控阵天线设计波束成形及运动目标检测使用联合仿真器（CorporateSimulator）及FPGA进行快速原型验证总结20传统雷达设计流程1.根据设计要求对雷达系统建模及仿真使用MATLAB完成2.使用联合仿真器对雷达系统仿真人工将MATLAB代码改写为C代码，然后使用联合仿真器完成仿真3.针对最终硬件平台重新实现算法人工将MATLAB代码改写为用于PC/server/DSP的C代码和用于FPGA的HDL代码21从MATLAB/Simulink可直接生成C代码而现在PhasedArrayToolbox也支持C代码直接生成集成进更大规模的基于C/C++的仿真用于嵌入式处理器（DSP、ARM等）iterateAlgorithmDesignandCodeGenerationinMATLABverify/accelerate使用联合仿真器进行算法验证使用联合仿真器进行算法验证需要以C代码集成工具MATLABCoder23针对最终硬件平台重新实现算法采用基于模型的设计方法直接将算法在硬件平台中实现FPGA/ASIC:HDLCoderARM/DSP:Simulink/EmbeddedCoderPC/Server工具SimulinkEmbeddedCoderHDLCoder24设计目标FPGA在MATLAB／Simulink中创建算法和系统将算法定点化自动产生HDL代码对自动产生或手工HDL代码进行联合仿真使用FPGA硬件进行快速原型验证算法开发MATLABSimulink将并行运算扩展到集群和云平台MATLABDesktop(Client)Local桌面电脑Cluster计算机集群Scheduler26快速雷达系统原型验证相控阵雷达案例任意几何形状相控阵天线设计波束成形及运动目标检测联合仿真器:C代码生成并行计算实现:HDLCoder及EmbeddedCoder内容总结27©2014TheMathWorks,Inc.谢谢大家!©2014TheMathWorks,Inc.MATLABandSimulinkareregisteredtrademarksofTheMathWorks,Inc.See快速FPGA/ASIC原型设计与验证Next:单博信号处理应用工程师MathWorks中国