Matlab仿真相控阵波束扫描的“动图”（附代码）

在《无源/有源相控阵雷达、电扫阵列及典型系统》中有下面这样一幅动图，有人问是怎么画出来的。今天我们就来分析一下，并且手把手教大家动手画出来。

动图分析：

我们观察到这是一个极坐标下线阵的波束扫描图，其中外圈标注的是度数0~360°，0°表示垂直于线阵的方向。其中，一圈一圈的环代表的是幅度，标出的100,80,60...是dB值。

波束增益最大的是指向0°的方向，最大值100dB，旁瓣比主瓣低接近40dB，说明进行了降低旁瓣的加权处理，并且波束在扫描到30多度后出现了删瓣。

动图仿真：

这里我们做了一定的简化，首先，没有进行降低旁瓣的加权。幅度进行了归一化，也就是指向0°时是0dB。

仿真时设置：N=32，d=λ/2，波束指向θ_B从0~60°，再从60~0°，得到下面的动图：

从该动图可以看出：

1. 随着波束指向的增大，波束宽度变胖，当达到60°时，变胖了一倍。

2. 随着波束指向的增大，增益也有降低。

3. 没有进行降低旁瓣的加权，旁瓣较高。

几个知识点科普：

波束宽度与扫描角θ_B的关系：

当扫描的最大角度为θ_max时，为了不出现删瓣，阵元间距d和波长λ需要满足关系：

也就是说当阵元间距小于半波长时，即使扫描到90°都不会出现删瓣。如果你想看看出现删瓣的情况，这里也有(设置d=0.7λ)。

有一点需要注意，这里仿真图中90~270°内出现波束是因为这里仿真的每个阵元都是全向天线。

仿真程序如下：

Matlab中有函数polarplot可以直接使用，但不是dB表示的。需要polarplotdb函数以及上面仿真程序的可以发送“180724”直接下载。