机械旋转

360度方位扫描

360度方位扫描是地面和机载雷达上常见的一种模式。这种模式通过机械扫描雷达天线的方位角提供360度监视。在这种模式下，雷达通常采用扇形波束，它在方位角上有一个狭窄的视场，但覆盖了一个宽的仰角跨度。这些雷达提供精确的距离和方位角测量，但通常不报告被探测目标的仰角。一个常见的360度方位扫描雷达的例子是机场监视雷达。

使用函数helperScanRadarModesExample要创建trackingScenario有一个平台可以安装雷达和三个目标。这个函数还建立了一个theaterPlot显示目标的位置，雷达的波束和瞄准位置，以及雷达产生的探测。

你可以学习更多关于使用的知识trackingScenario而且theaterPlot从跟踪场景和模拟传感器检测简介的例子。

初始化模拟的trackingScenario和用于的theaterPlot%的可视化ts = trackingScenario;[platform,fig] = helperScanRadarModesExample(“设置跟踪场景”、ts);为可重复的结果设置随机种子rng (2018)

创建一个雷达，机械旋转其天线360度在方位角。将其安装在平台上方15米处，与平台轴线偏航-135度。增加视场的方位角，以便在显示的图形中有更好的可视性。

创建一个360度机械旋转雷达雷达= fusionRadarSensor(1，“旋转”）;将雷达定位在平台上方15米处雷达。MountingLocation = [0 0 -15];旋转雷达，使其与平台轴线偏航-135度安装角度(1)= -135;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示更大的波束radar.FieldOfView(1) = 5;显示配置雷达雷达

雷达= fusionRadarSensor with properties: SensorIndex: 1 UpdateRate: 1 DetectionMode: 'Monostatic' ScanMode: 'Mechanical' InterferenceInputPort: 0 EmissionsInputPort: 0 MountingLocation: [0 00 -15] MountingAngles: [-135 00] FieldOfView: [5 10.0000] LookAngle: [0 00] RangeLimits: [0 100000] DetectionProbability: 0.9000 FalseAlarmRate: 1.0000e-06 ReferenceRange: 100000 TargetReportFormat: 'Clustered detected '使用get显示所有属性

配置雷达以每分钟2转的速度进行机械扫描。在这种模式下，雷达在每个驻地安排波束，波束之间由雷达的方位角视场隔开。雷达的更新率，然后计算从所需的扫描率和它的方位视野。

转速= 2;fov = radar.FieldOfView;扫描速率= rpm*360/60;%度/秒更新=扫描速率/fov(1)%赫兹雷达。UpdateRate =更新;

Updaterate = 2.4000

使用trackingScenario利用机械旋转雷达模型模拟目标在场景中的运动并生成探测。helperScanRadarModesExample用于更新theaterPlot平台位置，雷达波束和瞄准位置，以及在仿真的每一步生成的探测。

配置跟踪场景以雷达的更新速率前进。ts.UpdateRate = radar.UpdateRate;%运行模拟图(图);标题(“360度方位扫描”）;而Advance (ts) && ishhandle(图)%当前模拟时间simTime = ts.SimulationTime;%当前目标职位目标=目标姿势(平台);在当前扫描位置生成目标检测dets =雷达(目标，simTime);%更新显示helperScanRadarModesExample (“显示更新”、ts、平台、雷达、依据);对入站目标进行检测的快照takeSnapshot = simTime> 5 && any(cellfun(@(d) d.b obtattributes {1}.TargetIndex,dets)==2);snap = helperScanRadarModesExample(“快照”无花果,takeSnapshot);如果了关闭(图);结束结束

上图显示了入站目标在三维和二维视图下的检测。入站目标在其波束扫过其位置时被雷达探测到。雷达的视距显示为黑色虚线。雷达当前波束显示为蓝色虚线。光束和镗孔位置的历史以灰度显示，最近的位置显示为黑色，较老的位置褪色为白色。

360度方位扫描倾斜海拔覆盖

在前一节中，雷达天线(黑色虚线)的视距被限制在水平面上，导致雷达波束的一半指向水平面以下。如果你正在为地面雷达建模，你可能想要向上倾斜雷达的视距，这样只有地面以上的区域才能被雷达探测到。相反，对于机载平台，您可能希望将雷达波束指向下方，以测量雷达平台以下高度的目标。

倾斜雷达天线的视距，使波束的高度跨度没有一个位于地面以下。为此，为雷达启用高程，并设置高程机械扫描限制，以搜索从地面到整个高程视野。然后将仰角视场设置为略大于机械扫描限制所跨越的仰角，以便雷达不进行光栅扫描(光栅扫描将在下一节中讨论)。

如前所述，雷达调度波束，以方位角和仰角视场为间隔，以覆盖整个机械扫描限制。通过将仰角视场设置为略大于机械仰角扫描限制，雷达将波束放置在机械扫描限制的中间。

当你使用'rotator'配置创建雷达时，这个配置已经设置好了。您所需要做的就是启用提升。

释放(雷达);雷达。HasElevation = true;确认机械扫描限制雷达。MechanicalAzimuthLimits雷达。MechanicalElevationLimits

Ans = 0 360 Ans = -10 0

确认高程视场略大于高程由扫描限制所跨越的%，因此不会执行光栅扫描elSpan = diff(radar.MechanicalElevationLimits) isbigger = radar.FieldOfView(2)>elSpan

elSpan = 10 isbigger = logical 1

使用helperScanRadarModesExample函数运行模拟，就像在前一节中使用while循环所做的那样。

helperScanRadarModesExample (运行仿真的、ts、平台、雷达、2);

在上面的图中，你可以观察到天线是向上倾斜的，因此没有雷达能量指向地面以下。整个雷达波束(蓝色虚线)位于地面之上。

360度方位角与仰角光栅

有时雷达必须执行360度监视，覆盖的区域大于其仰角视场所能跨越的范围。在这种情况下，雷达机械地旋转方位角，并在每次360度扫描结束时机械地调整其天线的仰角。这是光栅扫描的一种形式，其中每个光栅条由雷达的仰角视场跨越雷达的仰角扫描限制进行间隔。

设置雷达扫描地面以上10度区域使用波束跨越5度仰角。这将在0、-5和-10度仰角处生成3个仰角光栅条。

释放(雷达);elFov = 5;%度radar.FieldOfView(2) = elFov;雷达。MechanicalElevationLimits = [-10 0]-elFov/2;增加雷达的扫描速度到显示2个完整的循环%光栅扫描模式。转速= 5;fov = radar.FieldOfView;扫描速率= rpm*360/60;%度/秒update = scanrate/fov(1);%赫兹雷达。UpdateRate =更新;%运行模拟helperScanRadarModesExample (运行仿真的、ts、平台、雷达、3);

前两幅图显示雷达波束位置。左图显示了当光束从第一个栅格条下降到第二个栅格条时的光束位置(注意图中间的高度阶跃)。右图显示了前一次光栅扫描完成后的光束位置。在本例中，雷达从第三个栅格条上升到第二个栅格条。每个光栅条之间的距离是雷达的仰角视场。

扇形扫描

机械方位扇区扫描

扫描一个完整的360度扇区非常耗时。如果已知感兴趣的目标占用较小的区域，则通常使用扇区扫描。通过扫描更小的方位角扇区，在不增加雷达机械扫描率的情况下，对扇区内的每个目标实现更高的更新率。

通过将机械扫描限制设置为雷达安装方向两侧的45度，设置雷达扫描90度方位角扇区。禁用仰角以约束雷达波束到水平面。

设置一个fusionRadarSensor通过指定雷达的“扇区”配置来实现此配置。

雷达= fusionRadarSensor(1，“部门”，“MountingAngles”，[-135 0 0]，“MountingLocation”，[0 0 -15]);%将雷达的方位角视场设置为5度以显示更大的波束radar.FieldOfView(1) = 5;%设置更新速率以显示扇区扫描的多个周期转速= 2;fov = radar.FieldOfView;扫描速率= rpm*360/60;%度/秒update = scanrate/fov(1);%赫兹雷达。UpdateRate =更新;%运行模拟helperScanRadarModesExample (运行仿真的、ts、平台、雷达、4);

图的第一行显示了方位角扇区的第一次扫描，光束从图的左侧穿过扇区。底部一行显示了方位角扇区的以下扫描，其中机械扫描的方向已经反转，从右向左遍历图。

同样，雷达波束的一半位于水平地面平面以下。您可以使用与前一节相同的技术，机械地向上或向下倾斜光束360度方位扫描倾斜海拔覆盖．

机械方位扇区扫描与电子仰角扫描

有些雷达在方位上机械扫描，在天线的视距上电子堆叠多个波束。这样就避免了需要执行光栅扫描来缓慢地搜索感兴趣的区域。在单个停留位置上对多个波束进行电子转向和处理需要更复杂的天线硬件和信号处理算法，但可以对扇区中的每个目标提供更高的更新速率。

配置雷达以机械扫描其波束在方位角，同时处理10度仰角视场通过电子堆叠多个仰角波束在每个驻留位置。

释放(雷达);启用机械和电子扫描雷达。ScanMode =“机械和电子”；启用高程扫描和测量雷达。HasElevation = true;%仰角扫描采用电子方式进行。设置电子设备%方位扫描限制为零以禁用电子方位扫描。设置%机械仰角扫描限制为零以禁用机械仰角%扫描雷达。电子方位限制= [0 0];雷达。MechanicalElevationLimits = [0 0];确认高程视场大于高程扫描限制所占的百分比elSpan = diff(radar.ElectronicElevationLimits) isbigger = radar.FieldOfView(2)>elSpan

elSpan = 10 isbigger = logical 1

%运行模拟helperScanRadarModesExample (运行仿真的、ts、平台、雷达、5);

上图为雷达探测入站目标的情况。注意雷达的瞄准面(黑色虚线)位于水平地面平面上，但是雷达波束在仰角上偏离了它的瞄准面。波束位置从雷达视距的这种偏移是通过电子操纵波束在仰角完成的。

电子方位扇区扫描

方位角扇形也可以用电子扫描来测量。电子扫描相同的方位角扇区通过创建fusionRadarSensor使用“扇区”扫描配置，其扫描模式设置为“电子”而不是“机械”。启用高程，以便通过在高程中堆叠横梁扫描地面以上区域，以跨越整个高程扫描限制。

雷达= fusionRadarSensor(1，“部门”，“ScanMode”，“电子”，“HasElevation”,真的,.．.“MountingAngles”，[-135 0 0]，“MountingLocation”，[0 0 -15]);设置更新速率以显示光栅扫描模式的多个周期雷达。UpdateRate =更新;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示更大的波束radar.FieldOfView(1) = 5;%运行模拟helperScanRadarModesExample (运行仿真的、ts、平台、雷达、6);

从上面的图中可以看出，电子扇区扫描总是在同一个方向上进行扫描(在这种情况下，从图的左侧到图的右侧)。与机械扫描不同的是，下一个波束位置受到天线当前机械位置的限制，电子扫描可以在被扫描扇区内瞬间移动波束。

光栅扫描

机械光栅扫描

雷达可以很容易地配置为执行机械光栅扫描模式如下。

雷达= fusionRadarSensor(1，“光栅”，“MountingAngles”， [-135 0 0]，“MountingLocation”， [0 0 -15]);设置更新速率以显示光栅扫描模式的多个周期雷达。UpdateRate =更新;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示更大的波束radar.FieldOfView(1) = 5;%运行模拟helperScanRadarModesExample (运行仿真的、ts、平台、雷达、7);

上图显示了雷达波束沿雷达3个仰角光栅扫描条的位置。在每次方位角扫描结束时，雷达根据其视场进行仰角步进，并反转其方位角扫描的方向。当达到仰角扫描限制时，雷达通过反转它在仰角中步进波束的方向开始新的光栅扫描。

您可以使用此配置作为起点，并调整机械扫描限制和视野，以匹配您希望建模的雷达的扫描模式。

电子光栅扫描

您还可以配置雷达执行电子光栅扫描模式。电子光栅扫描模式在每次扫描后立即重复相同的扫描序列，但机械光栅将其扫描序列颠倒，将天线的机械位置返回到其原始位置。

配置雷达执行电子光栅扫描，将其扫描模式设置为“电子”。

雷达= fusionRadarSensor(1，“光栅”，“ScanMode”，“电子”，“MountingAngles”，[-135 0 0]，“MountingLocation”，[0 0 -15]);设置更新速率以显示光栅扫描模式的多个周期雷达。UpdateRate =更新;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示更大的波束radar.FieldOfView(1) = 5;%运行模拟helperScanRadarModesExample (运行仿真的、ts、平台、雷达、8);

上图显示了雷达波束沿雷达3个仰角光栅扫描条的位置。在每次方位角扫描结束时，雷达根据其视场进行仰角步进，并在与前一次扫描相同的方向继续进行方位角扫描。当达到高度扫描限制时，雷达重复相同序列的光栅扫描位置。通过电子扫描，雷达可以立即返回到扫描模式的开始位置，并且不受雷达当前机械位置的限制。

您可以使用此配置作为起点，并调整电子扫描限制和视野，以匹配您希望建模的雷达的扫描模式。

总结

方法对许多常见的扫描模式进行建模fusionRadarSensor．该模型提供预设，使您能够快速配置雷达，并对扫描参数进行额外的微小调整，以匹配您正在建模的雷达。