[發(fā)明專利]基于非均勻陣元間距的頻率分集陣列雷達(dá)的波束綜合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810056598.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108254740B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高新宇;宋耀良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/02
• 分類號(hào): G01S13/02;G01S7/42;G01S13/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于非均勻陣元間距的頻率分集陣列雷達(dá)的波束綜合方法，包括以下步驟：設(shè)置每一個(gè)陣元的發(fā)射波形；設(shè)定空域每點(diǎn)處的波形表達(dá)式；將M個(gè)波形相加在一起，得到陣元發(fā)射方向圖表達(dá)式；設(shè)置M個(gè)陣元的陣元間距；對(duì)陣元發(fā)射方向圖進(jìn)行仿真，得到陣元發(fā)射方向圖。本發(fā)明很好地解決了距離和角度耦合的問(wèn)題，通過(guò)改變陣元的間距的方法，使得陣列成為一個(gè)非均勻的線性頻率分集陣列，大大改善了聚焦的效果，降低了聚焦的誤差，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)頻率分集陣列的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及波束綜合技術(shù)，具體涉及一種基于非均勻陣元間距的頻率分集陣列雷達(dá)的波束綜合方法。

背景技術(shù)

相控陣?yán)走_(dá)能夠提供方向上的增益以用來(lái)在感性的角度上檢測(cè)微弱的目標(biāo)，并且能夠在其他區(qū)域抑制旁瓣的高度。但是，相控陣的缺陷在于它的方向圖僅僅只有角度維，而沒(méi)有距離維。

為了克服上述缺陷，研究者們提出了頻率分集陣列(frequency diverse arrayFDA)，它包含了角度，距離，時(shí)間，近年來(lái)得到了深入地研究。但是，傳統(tǒng)的頻率分集陣列由于距離和角度的耦合，在目標(biāo)目標(biāo)區(qū)域的聚焦效果呈“S”形，所以聚焦的誤差很大。為了克服這個(gè)問(wèn)題，解距離角度耦合成為了最關(guān)鍵的問(wèn)題。距離和角度的耦合是由于線性遞增的陣元間距和線性遞增的頻偏而導(dǎo)致的，目前解耦合主要使用線性遞增的陣元間距和非線性遞增的頻偏量。上述方法在理論上比較容易實(shí)現(xiàn)，但是在實(shí)際情況中，要使得每一個(gè)頻偏量有非線性地遞增是一個(gè)不容易實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于非均勻陣元間距的頻率分集陣列雷達(dá)的波束綜合方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于非均勻陣元間距的頻率分集陣列雷達(dá)的波束綜合方法，包括以下步驟：

步驟1，設(shè)置每一個(gè)陣元的發(fā)射波形；

步驟2，設(shè)定空域每點(diǎn)處的波形表達(dá)式；

步驟3，將M個(gè)波形相加在一起，得到陣元發(fā)射方向圖表達(dá)式；

步驟4，設(shè)置M個(gè)陣元的陣元間距；

步驟5，對(duì)陣元發(fā)射方向圖進(jìn)行仿真，得到陣元發(fā)射方向圖。

進(jìn)一步的，步驟1具體為：

第m個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)形式為：

s_m(t)＝exp(j2πf_mt) (1)

公式中，f_m＝f₀+m△f，f₀表示發(fā)射信號(hào)的載頻，m△f表示第m個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的頻偏量，1≤m≤M，M表示陣元個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步的，步驟2具體為：

發(fā)射信號(hào)在給定遠(yuǎn)場(chǎng)的目標(biāo)區(qū)域(r,θ)處的表達(dá)式為：

其中，r和θ分別表示目標(biāo)區(qū)域的距離和角度，r_m＝r-mdsin(θ)，c表示電磁波傳輸?shù)乃俾剩琩表示陣元間的間距。

進(jìn)一步的，步驟3具體為：

假設(shè)所有陣元的幅度為1，在遠(yuǎn)場(chǎng)處各陣元發(fā)射信號(hào)相加后得到方向圖的表達(dá)式為：

進(jìn)一步的，步驟4具體為：

采用非均勻的陣元間距去解除距離和角度的耦合，第m個(gè)陣元到原點(diǎn)的距離為：

d_m＝d_b*m²/2

公式中d_b表示基礎(chǔ)長(zhǎng)度量；

則陣元發(fā)射方向圖公式為：