子阵级数字波束形成抗多主副瓣干扰及测角技术

对于大型的二维相扫雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成,以减少数字接收机的数量并降低成本。基于子阵级数字波束形成,文中提出了一种改进的自适应信号处理架构,在低成本的情况下,同时抑制多个主副瓣干扰,并保持对目标的单脉冲测角精度。首先,每个子阵内部形成非自适应的波束并转化为数字输出;再利用行和列波束的分维特性,在子阵级形成自适应波束,进行干扰抑制处理;最后,分别将各个行或列波束合成为全阵列的俯仰或方位和差波束,用于目标的单脉冲测角。与传统的四通道抗主瓣干扰相比,该方法在合成和差波束前,基于子阵级数字波束完成自适应干扰的抑制。因此,充分利用了有限的自由度,挖掘了子阵级数字阵列抗同时多个主副瓣干扰的能力。还结合相控阵雷达实例,给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。总的来说,所提出的阵列信号处理架构,在降低系统复杂度和成本的同时,大大提高了雷达系统的抗干扰能力。

子阵级自适应差波束的方向图控制方法

子阵级自适应差波束的静态方向图控制在应用了单脉冲技术的相控阵雷达系统中具有重要应用。给出了子阵级自适应差波束的信号模型,分析了在无干扰的情况下,LCMV(Linearly Constrained Minimum Variance)方法的自适应方向图与静态方向图相比旁瓣电平显著增加的原因.提出了基于失配最优检测的子阵级自适应差波束的方向图控制方法。该方法通过引入失配导向向量,可使无干扰情况下的自适应方向图与静态方向图相同,从而解决了自适应与非自适应工作模式之间的转换问题;而在存在干扰的情况下,旁瓣电平与LCMV方法相比也有显著改善。该方法同时具有实现简单、不额外增加运算量的优点。仿真结果证明了其有效性。

基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法

相控阵雷达系统中多采用子阵级数字波束形成技术来解决阵元级数字波束形成所面临的硬件系统复杂、实时性低及应用成本高等问题,但子阵级波束形成技术往往会破坏静态方向图的性能。为保证方向图性能,采用改进遗传算法对子阵级数字波束形成算法进行优化,即在给定子阵划分的条件下,提出一种基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法。采用此方法分别针对子阵级加窗与阵元级加窗处理进行仿真,结果表明两种加窗处理均可产生满足指标要求的波束方向图。