扫描雷达模式配置

这个例子说明了如何不同的雷达扫描模式,使用模型monostaticRadarSensor。这个例子显示了如何配置monostaticRadarSensor对几种常用的雷达扫描模式。在这种模式下,可以模拟其机械扫描,扫描电子,以及使用机械和电子扫描雷达。在方位角和仰角扫描范围是可配置的两个机械和电子扫描模式。

机械肩

360度方位扫描

360度方位角扫描是在地面和机载雷达通常发现的模式。该模式通过机械地扫描雷达的天线方位角提供360度监视。在这种模式下,雷达通常采用扇形束,其具有的视图方位角窄视场,但覆盖宽仰角跨度。这些雷达提供准确的距离和方位测量,但通常不会对检测到的目标报告抬高。一个360度的方位角扫描雷达的一个常见的例子是在机场监视雷达。

使用功能helperScanRadarModesExample创建trackingScenario提供一个平台,安装雷达和三个目标。该功能还设置了一个theaterPlot显示目标的位置,雷达的波束和瞄准线位置,以及雷达产生的探测结果。

您可以了解更多有关使用trackingScenariotheaterPlot来自介绍跟踪场景和模拟传感器检测例。

%初始化trackingScenario模拟和theaterPlot为%的可视化TS = trackingScenario;[平台,无花果] = helperScanRadarModesExample(“设置跟踪情景”中,ts);%设置可重复结果的随机种子RNG(2018)

创建一个雷达,其机械地旋转其天线360°方位角。挂载15米台以上的-135度从平台的轴的偏转。增大视场方位在显示的数字更好的可视性。

%创建一个360度机械旋转雷达雷达= monostaticRadarSensor (1,“肩”);%找到雷达平台15米radar.MountingLocation = [0 0 -15]。%旋转雷达,使其从平台的轴偏航135度radar.MountingAngles(1)= -135;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示较大的波束radar.FieldOfView(1)= 5;%显示配置雷达雷达
雷达= monostaticRadarSensor与属性:SensorIndex:1 UpdateRate:1个ScanMode: '机械' MountingLocation:[0 0 -15] MountingAngles:[-135 0 0] MaxUnambiguousRange:100000 MaxUnambiguousRadialSpeed:200 fieldOfView(视野):[2×1双] MaxMechanicalScanRate:75个MechanicalScanLimits:[0 360] MechanicalAngle:0 LookAngle:0 DetectionProbability:0.9000 FalseAlarmRate:1.0000e-06使用get显示所有属性

将雷达配置为机械扫描速度为每分钟2转。在这种模式下,雷达在每个停留点安排波束,这些波束由雷达的方位视场间隔。雷达的更新率,然后计算所需的扫描率和它的方位视场。

RPM = 2;FOV = radar.FieldOfView;scanrate = RPM×360/60;%度/秒updaterate = scanrate / FOV(1)%赫兹radar.UpdateRate = updaterate;
updaterate = 2.4000

trackingScenario利用机械旋转雷达模型模拟场景中目标的运动并产生检测结果。helperScanRadarModesExample用于更新theaterPlot与在模拟的每个步骤中生成的平台位置的雷达波束和视轴位置,和检测。

%配置trackingScenario在雷达的更新速度前进。ts.UpdateRate = radar.UpdateRate;%运行仿真图(图);标题(“360度方位角扫描”);提前(TS)&& ishghandle(图)%目前的模拟时间simTime = ts.SimulationTime;%电流目标位置目标= targetPoses(平台);%生成在当前扫描位置目标检测dets的雷达=(目标,simTime);%更新显示helperScanRadarModesExample(“显示更新”,TS,平台,雷达,限定词);%以检测的入站目标快照takeSnapshot = simTime> 5 && any(cellfun(@(d) . objectattributes {1}.TargetIndex,dets)==2);了= helperScanRadarModesExample (“快照”,无花果,takeSnapshot);如果了关闭(图);结束结束

前面的图显示了在3-D视图和2-D视图中检测入站目标。入站目标被雷达探测到,当它的波束扫过它的位置。雷达的瞄准线显示为一条黑色的虚线。雷达当前的光束显示为蓝色的虚线。光束和瞄准线位置的历史显示为灰色,较近的位置显示为黑色,较老的位置退色为白色。

360度方位角扫描用倾斜垂直面覆盖

在前面的部分中,雷达的天线(黑色,虚线)的视轴被约束到谎言在水平面内,导致指示水平面以下雷达的光束的一半。如果你是一个模拟地面雷达,你可能想倾斜雷达的视轴朝上,以便只有地面上方的区域是由雷达调查。相反,对于机载平台,您可能希望在雷达的平台高度下方指向雷达的波束向下,到调查对象。

倾斜雷达天线,以使没有光束位于地面以下的标高跨度的视轴。要做到这一点,启用雷达仰角,并设置海拔机械扫描限制,以从根本上搜到的景色全高程字段。然后设置所述视场标高为比海拔跨越由机械扫描限制,使得没有光栅扫描由雷达(光栅扫描在下一节寻址)进行稍大。

如前所述,雷达安排波束,以间隔的方位角和仰角视场,以覆盖整个机械扫描的限制。通过设置高程视场在高程上略大于机械扫描限制,雷达将波束放置在机械扫描限制的中间。

这种配置已经设置,当您创建使用“转子”配置的雷达。所有你需要做的是使升高。

释放(雷达);radar.HasElevation = TRUE;%确认机械扫描范围radar.MechanicalScanLimits
ANS = 0 360 -10 0
%确认仰角视场略大于仰角%跨越由扫描范围,从而不执行该光栅扫描elSpan = DIFF(radar.MechanicalScanLimits(2,:))isLarger = radar.FieldOfView(2)> elSpan
elSpan = 10 isLarger =逻辑1

使用helperScanRadarModesExample功能为,通过使用前一节中一while循环进行运行模拟。

helperScanRadarModesExample(运行仿真的,TS,平台,雷达,2);

在前面的图中,你观察到天线倾斜向上,以便没有雷达能量被引导在地面下方。整个雷达波束(蓝色,虚线)位于地面上方。

带仰角光栅的360度方位角

有时雷达必须执行360度监视,监视范围超过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步升其天线的仰角。这是一种栅格扫描形式,其中每个栅格条被雷达的仰角视场间隔,越过雷达的仰角扫描限制。

设置雷达使用跨越5度仰角的光束扫描在地面以上10度区域。此在0,-5和-10度的仰角产生3高程栅格条。

释放(雷达);elFov = 5;%度radar.FieldOfView(2)= elFov;radar.MechanicalScanLimits(2,:) = [-10 0] -elFov / 2;%增加雷达的扫描速率来显示的两个完整周期%光栅扫描图案。RPM = 5;FOV = radar.FieldOfView;scanrate = RPM×360/60;%度/秒updaterate = scanrate / FOV(1);%赫兹radar.UpdateRate = updaterate;%运行仿真helperScanRadarModesExample(运行仿真的,TS,平台,雷达,3);

前两个数字显示雷达的光束位置。在左边示出了图中的光束位置作为光束从所述第一降压到第二光栅条(通知在高程的步骤在图中的中间)。在先前的光栅扫描后显示正确的光束位置图已完成。在这种情况下,雷达从第三光栅条到第二光栅条加紧。每个栅格条之间的距离是所述视雷达的高程字段。

行业扫描

机械方位扇形扫描

扫描360度的行业是耗费时间。如果感兴趣的目标已知占据较小的区域,扇形扫描通常使用。通过扫描在较小方位角扇区,较高的更新速率为界内的每个目标,而不增加雷达的机械扫描速率来实现的。

设置雷达通过对雷达的任一侧上的机械扫描范围设定为跨度45度扫描的90度方位角扇区安装取向。禁止海拔雷达的波束限制水平面。

设置一个monostaticRadarSensor与通过指定雷达“扇区”配置该配置。

雷达= monostaticRadarSensor (1,“部门”,'MountingAngles',[ -  135 0 0],'MountingLocation',[0 0 -15]);%将雷达的方位角视场设置为5度以显示较大的波束radar.FieldOfView(1)= 5;%设置更新率,显示扇形扫描的多个周期RPM = 2;FOV = radar.FieldOfView;scanrate = RPM×360/60;%度/秒updaterate = scanrate / FOV(1);%赫兹radar.UpdateRate = updaterate;%运行仿真helperScanRadarModesExample(运行仿真的,TS,平台,雷达,4);

附图示出了在顶行的方位角扇区的第一次扫描,与梁横穿从左边的扇区到该图的右侧。最后一行显示方位角行业,其中机械扫描的方向发生了逆转,从穿越到左右图以下扫描。

再次,雷达的波束谎言水平地面的1/2以下。你可以机械地向上或向下倾斜光束使用同样的技术,因为在前面的部分中所使用360度方位角扫描用倾斜垂直面覆盖

机械方位扇区扫描与电子高程扫描

有些雷达在方位角上进行机械扫描,在天线的瞄准线处进行高程电子叠加多波束。这样就避免了执行光栅扫描来缓慢地搜索感兴趣的区域的需要。电子控制和处理多个波束在一个单一驻留位置需要更复杂的天线硬件和信号处理算法,但提供较高的更新率在每个目标在扇区。

配置雷达以机械扫描方位角波束,同时处理10度仰角视场,在每个驻留位置通过电子叠加多个仰角波束。

释放(雷达);%启用机械和电子扫描radar.ScanMode =“机械与电子”;%启用仰角扫描和测量。radar.HasElevation = TRUE;%高程扫描以电子方式进行的。设置电子扫描在高程%限制于机械扫描限制。设置机械%扫描限制到零,以在仰角禁用机械扫描radar.ElectronicScanLimits(:) = 0;radar.ElectronicScanLimits(2,:) = radar.MechanicalScanLimits(2,:);radar.MechanicalScanLimits(2,:) = [0 0];确认仰角视场大于仰角%跨越由扫描范围elSpan = DIFF(radar.ElectronicScanLimits(2,:))isLarger = radar.FieldOfView(2)> elSpan
elSpan = 10 isLarger =逻辑1
%运行仿真helperScanRadarModesExample(运行仿真的,TS,平台,雷达,5);

前面的附图示出了雷达检测入站目标。请注意,该雷达的视轴(黑色,虚线)位于水平地面,但该雷达的波束从它的视轴标高偏移。这从雷达的视轴光束位置偏移量是由海拔电子转向梁完成。

电子方位扇形扫描

方位角扇区可使用电子扫描以及被测量。通过创建一个电子扫描同一方位部门monostaticRadarSensor利用其扫描模式设置为“电子”,而不是“机械”的“部门”扫描配置。使得在地面上方的区域由在高度堆叠束跨越整个仰角扫描范围进行扫描使能升高。

雷达= monostaticRadarSensor (1,“部门”,'ScanMode',“电子”,'HasElevation',真的,'MountingAngles',[ -  135 0 0],'MountingLocation',[0 0 -15]);设置更新率,以显示光栅扫描模式的多个周期radar.UpdateRate = updaterate;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示较大的波束radar.FieldOfView(1)= 5;%运行仿真helperScanRadarModesExample(运行仿真的,TS,平台,雷达,6);

前述数字显示电子扫描扇形在相同的方向总是扫描(在该情况下,从图的左侧向图的右侧)。不像机械扫描,在那里下一个波束位置由天线的当前机械位置的制约,电子扫描可以瞬间移动至扫描扇区内的光束。

光栅扫描

机械光栅扫描

该雷达可以很容易地构造如下执行机械光栅扫描图案。

雷达= monostaticRadarSensor (1,“栅格”,'MountingAngles', [-135 0 0],'MountingLocation',[0 0 -15]);设置更新率,以显示光栅扫描模式的多个周期radar.UpdateRate = updaterate;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示较大的波束radar.FieldOfView(1)= 5;%运行仿真helperScanRadarModesExample(运行仿真的,TS,平台,雷达,7);

前面的图表显示了雷达的波束位置沿雷达的3个标高光栅扫描条。在每个方位扫描结束,在仰角雷达步骤通过其视场和反转其方位角扫描的方向。当到达海拔扫描限制,雷达通过扭转其步骤梁高程的方向开始一个新的光栅扫描。

您可以使用此配置为出发点和调整的角度机械扫描范围和领域,以配合您希望型号雷达的扫描模式。

电子光栅扫描

您还可以配置雷达进行电子光栅扫描模式。电子光栅扫描模式立即重复相同的扫描序列每次扫描后,但机械光栅反转其扫描顺序返回天线的机械位置回到原点。

配置雷达通过其扫描模式设置为“电子”进行电子光栅扫描。

雷达= monostaticRadarSensor (1,“栅格”,'ScanMode',“电子”,'MountingAngles',[ -  135 0 0],'MountingLocation',[0 0 -15]);设置更新率,以显示光栅扫描模式的多个周期radar.UpdateRate = updaterate;%将雷达的方位角视场设置为5度以显示较大的波束radar.FieldOfView(1)= 5;%运行仿真helperScanRadarModesExample(运行仿真的、ts、平台、雷达、8);

前面的图表显示了雷达的波束位置沿雷达的3个标高光栅扫描条。在每次方位角扫描结束时,雷达按视场进行仰角步进,并按照与前一次扫描相同的方向继续进行方位角扫描。当达到一个仰角扫描极限时,雷达重复相同的光栅扫描位置序列。使用电子扫描,雷达可以立即返回到扫描模式的开始,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场,以匹配您希望建模的雷达的扫描模式。

摘要

这个例子告诉您如何许多常见的扫描方式使用模型monostaticRadarSensor。该模型提供了预设,使您能够快速配置的雷达和进行其他小幅调整扫描参数,以匹配你模拟雷达。