频控阵雷达动态点状波束合成

频控阵(frequency diverse array,FDA)雷达通过在每个阵元辐射信号上附加一个微小频差,实现依赖于距离和角度的波束方向图合成。由于在距离角度维的缠绕和时变特性导致其波束指向难以控制。针对该问题,本文重点研究了FDA雷达发射波束时变特性和点状波束合成。首先,分析了线性频率增量FDA发射波束的时变性和空间扫描特性。其次,构建了时间调制对数频率增量和多载频频率增量FDA雷达信号模型,其中,对数频率增量方式合成的点状波束旁瓣较高,而多载频方式合成的点状波束具有较大的动态范围。接着,详细研究了时间调制信号模型中频率增量项时间变量与传播项时间变量的关系。若两者相同,则通过抵消消除波束时变特性,然而,两者具有不同的物理意义。频率增量项时间变量仅与波形产生时刻相关,当电磁信号产生并在空间传播后,其频率将不再发生变化;传播项时间变量与电磁波的传播特性有关,是变化的量。因此,两者不能相互抵消。最后,对脉冲对数频率增量和脉冲多载频频率增量模式下的发射波束进行了仿真,验证了对时间调制FDA雷达波束分析的正确性,并得出两种模式下可以合成动态前向传播的点状发射波束,且多载频模式具有较低的波束旁瓣。

基于子载波提取的OFDM无源雷达频率分集方法

为了解决当前正交频分复用(OFDM)无源雷达波束形成无法对分布于同一角度不同距离处的目标信号进行区别处理的问题,提出了一种基于回波信号子载波提取的频率分集新方法。通过对接收阵列不同通道OFDM数据提取不同频率的子载波信号并独立地进行处理,使得接收端波束图具有距离-角度依赖性,从而可实现对同一角度内不同距离处的目标分别处理,同时分析了不同频率分集处理参数对波束图性能的影响。该频率分集处理方式可以提高距离维信号处理自由度,使得接收波束能量可聚焦于期望目标点处从而提升雷达目标检测、定位和杂波抑制等性能。仿真分析表明OFDM无源雷达回波信号经频率分集处理后可获得点状波束图,并通过实测数据分析验证了该方法的有效性与实用性。

一种频控阵鉴别距离欺骗目标方法的优化

针对一种雷达使用频控阵模式发射信号、相控阵模式接收信号的距离欺骗目标鉴别方法存在的不足,使用了一种干扰置零方法,使频控阵发射波束主瓣对准需鉴别目标位置处时其他待鉴别目标位于频控阵发射方向图的零陷上,避免了待鉴别目标若位于频控阵发射方向图较高旁瓣上时仍能使雷达收到其反射信号从而形成干扰的问题。针对常规频控阵方向图存在的距离⁃角度耦合问题,使用遗传算法对方向图进行优化,得到了具有更高分辨率的点状波束。将点状波束和干扰置零方法应用于距离假目标鉴别。计算机仿真结果表明本文的方法具有良好的假目标鉴别效果。

一种基于频控阵预编码的干扰抑制技术

目前阵列雷达目标探测技术大多依赖传统的相控阵技术,但其所产生的波束只与角度有关.而近年来频控阵(frequency diverse array,FDA)的提出,使得波束不仅与角度有关还与距离和时间有关.基于FDA技术,通过最大化接收信号的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)作为优化目标,提出了最优发射信号的预编码和FDA频偏的设计方法,从而把对其他无线设备的干扰降低到最小.预编码的设计使得FDA的波束在目标处产生一个角度-距离维上的孤立点,而FDA的优化算法是基于一种变种的梯度下降法,通过回溯法线性搜索出最佳迭代步长.数值仿真结果显示,该算法成功地在目标处产生了点状波束,且算法可在10次以内完成收敛,从而可以在角度-距离维进行干扰抑制.