此示例展示如何使用对不同的雷达扫描模式进行建模。此示例显示如何配置几种常用的雷达扫描模式。使用此模型，可以模拟机械扫描、电子扫描以及同时使用机械和电子扫描的雷达。方位角和仰角的扫描限制可配置为机械和电子扫描模式。

一、机械旋转器1.1 360度方位角扫描

360度方位角扫描是地面和机载雷达上常见的模式。此模式通过机械扫描雷达天线的方位角来提供 360 度监视。在这种模式下，雷达通常采用扇形波束，其方位角视野较窄，但覆盖较大的仰角跨度。这些雷达提供准确的范围和方位角测量，但通常不会报告检测到的目标的高度。360度方位扫描雷达的一个常见例子是机场监视雷达。

使用该功能创建一个平台来安装雷达和三个目标。此功能还设置a以显示目标的位置，雷达的波束和视轴位置以及雷达生成的检测。

创建一个雷达，使其天线在方位角上机械旋转 360 度。将其安装在平台上方 15 米处，与平台轴线成 -135 度的偏航。增加方位角视野，以便在显示的图形中获得更好的可见性。

将雷达配置为以 2 rpm 的速率进行机械扫描。在这种模式下，雷达在每个停留处调度由雷达方位角视场隔开的波束。然后根据所需的扫描速率及其方位角视场计算雷达的更新速率。

用于模拟场景中目标的运动，并使用机械旋转雷达 model.is 生成检测，该雷达用于更新平台位置、雷达波束和视轴位置，以及在仿真的每个步骤生成的检测。

上图显示了在三维和二维视图中检测入站目标。当雷达的光束扫过其位置时，雷达会检测到入站目标。雷达的视线显示为一条黑色虚线。雷达的电流波束显示为蓝色虚线。光束和视轴视线位置的历史以灰度显示，较近的位置显示为黑色，较旧的位置逐渐变为白色。

1.2 360度方位角扫描，倾斜仰角覆盖

在上一节中，雷达天线的视线（黑色虚线）被限制在水平面上，导致雷达波束的一半指向水平面下方。如果要对地面雷达进行建模，则可能需要向上倾斜雷达的视线，以便雷达仅测量地面上方的区域。相反，对于机载平台，可能希望将雷达的波束朝下，以测量雷达平台下方高度的目标。

倾斜雷达天线的视线，使波束的仰角跨度都不在地面以下。为此，请为雷达启用高程并设置高程机械扫描限制，以从地面搜索到整个高程视野。然后将高程视场设置为略大于机械扫描限制所跨越的高程，以便雷达不执行光栅扫描（光栅扫描将在下一节中解决）。

如前所述，雷达计划按方位角和仰角视场间隔的波束，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高程扫描限值，雷达将光束放置在机械扫描限值的中间。当使用“旋转器”配置创建雷达时，已设置此配置。需要做的就是启用提升。

在前面的图中，您观察到天线向上倾斜，因此没有雷达能量被引导到地面以下。整个雷达波束（蓝色虚线）位于地面上方。

1.3 带高程栅格的 360 度方位角

有时，雷达必须执行 360 度监视，覆盖的区域大于其仰角视野所能跨越的区域。在这种情况下，雷达在方位角上机械旋转，并在每次 360 度扫描结束时机械地将其天线提升到仰角。这是一种光栅扫描形式，其中每个栅格条都按雷达的高程视场隔开，跨越雷达的高程扫描限制。

设置雷达以使用仰角跨度的波束扫描地面上方 10 度的区域。这将在 0、-5 和 -10 度高程处生成 3 个高程栅格条。

前面两个图显示了雷达的波束位置。左图显示了光束从第一个栅格条向下移动到第二个栅格条时梁的位置（请注意图中间的高程步长）。右图显示了上一次光栅扫描完成后的光束位置。在这种情况下，雷达正在从第三个栅格条上升到第二个栅格条。每个栅格条之间的距离是雷达的高程视场。

二、扇区扫描2.1 机械方位扇形扫描

扫描整个 360 度扇区非常耗时。如果已知感兴趣的目标占据较小的区域，则通常使用扇区扫描。通过在较小的方位角扇区上进行扫描，可以在不增加雷达机械扫描速率的情况下，为扇区内的每个目标实现更高的更新速率。

通过将机械扫描限制设置为雷达安装方向两侧的跨度为 45 度，将雷达设置为扫描 90 度方位扇区。禁用仰角以将雷达的波束限制在水平面上。通过指定雷达的“扇区”配置来使用此配置进行设置。

图的顶行显示了方位角扇区的第一次扫描，光束从图的左侧到右侧穿过扇区。底行显示了方位角扇区的以下扫描，其中机械扫描的方向已反转，从右向左遍历图形。

再一次，雷达波束的一半位于水平地平面下方。可以使用与上一节具有倾斜高程覆盖的 360 度方位角扫描中使用的相同技术来机械地向上或向下倾斜光束。

2.2 带电子高程扫描的机械方位扇形扫描

一些雷达在方位角进行机械扫描，并以电子方式在天线的视线高度堆叠多个波束。这样就无需执行光栅扫描来缓慢搜索感兴趣区域。在单个停留位置以电子方式控制和处理多个波束需要更复杂的天线硬件和信号处理算法，但为扇区中的每个目标提供更高的更新速率。

将雷达配置为机械扫描其方位角波束，同时通过在每个停留位置以电子方式堆叠多个仰角波束来处理 10 度仰角视场。

上图显示了探测入站目标的雷达。请注意，雷达的瞄准镜（黑色虚线）位于水平地平面上，但雷达的波束在仰角上偏离其瞄准镜。波束位置与雷达视线的这种偏移是通过仰角的电子转向波束来实现的。

2.3 电子方位角扇形扫描

方位角扇区也可以使用电子扫描进行测量。通过创建“扇区”扫描配置，将其扫描模式设置为“电子”而不是“机械”，以电子方式扫描相同的方位角扇区。启用高程，以便通过在高程中堆叠梁来扫描地面上方的区域，以跨越整个高程扫描限制。

上图显示，电子扇形扫描始终沿同一方向扫描（在本例中，从图的左侧到图的右侧）。与机械扫描不同，下一个波束位置受天线当前机械位置的限制，电子扫描可以立即在扫描扇区内移动波束。

三、光栅扫描3.1 机械光栅扫描

雷达可以轻松配置为执行机械光栅扫描模式，如下所示。

上图显示了雷达沿雷达的 3 个高程光栅扫描条中的每一个的波束位置。在每次方位角扫描结束时，雷达会根据其视场进行仰角步进，并反转其方位角扫描的方向。当达到高程扫描限制时，雷达通过反转波束在高程中的步进方向来开始新的光栅扫描。可以使用此配置作为起点，并调整机械扫描限制和视场，以匹配要建模的雷达的扫描模式。

3.2 电子光栅扫描

还可以配置雷达以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，但机械光栅会反转其扫描序列，将天线的机械位置返回到其原点。通过将雷达的扫描模式设置为“电子”来配置雷达以执行电子光栅扫描。

上图显示了雷达沿雷达的 3 个高程光栅扫描条中的每一个的波束位置。在每次方位角扫描结束时，雷达会根据其视场进行仰角，并继续沿与上次扫描相同的方向进行方位角扫描。当达到高程扫描限制时，雷达将重复相同的栅格扫描位置序列。通过电子扫描，雷达可以瞬间返回到扫描模式的起点，不受雷达当前机械位置的限制。

可以使用此配置作为起点，并调整电子扫描限制和视场，以匹配要建模的雷达的扫描模式。

四、总结

此示例演示如何使用 对许多常见扫描模式进行建模。此型号提供预设，能够快速配置雷达并对扫描参数进行其他细微调整，以匹配正在建模的雷达。

五、程序

程序获取链接：Matlab之雷达扫描模式配置（附源码）

程序大全：Matlab和Simulink仿真程序汇总（2022年汇总，持续更新中）