基于凸优化理论的和、差波束方向图合成新方法

祁峥东, 邱明华, 蒋莹莹, 孔 玥, 黄 晟

(1. 中国船舶集团有限公司第八研究院，南京 211153 ；2. 南京大学 电子科学与工程学院，南京 210046 )

0 引 言

波束合成技术是阵列信号处理研究领域中的关键研究方向，其内容包括对接收阵列信号的加权处理，以使方向图主瓣对准期望角，零陷位置对准干扰角，从而提高系统的性能。该技术在声声呐、雷达、通信等领域中得到了广泛的应用，在方向图综合问题中通常要求具有低副瓣特性。通过各类算法，理论上[1-6]可以设计出具有超低副瓣电平的远场方向图。但是，由于仿真和实际加工存在各种误差，如单元之间的互耦效应、单元位置加工误差、通道响应失配，以及单元的幅相误差等因素，提高了最大副瓣电平。此外，所设计的远场方向图应具有较好的方向性(如对应较窄的主瓣波束)。因此，综合过程应在最大副瓣电平和主波束宽度之间进行平衡。和、差波束方向图因在实现角度估计和目标跟踪方面发挥着特殊的作用，使得这一研究方向一直以来受到很多学者的重视，目前已有很多技术成果问世。[7-11]

随着军民两个领域对雷达分辨率、灵敏度等性能指标的要求不断提高，使得雷达阵列朝着超大型规模发展。这一实际要求使雷达成本大幅提高，促使稀疏阵相关的研究得到越来越多的关注。稀疏阵的阵元合理的布置可以在不影响一些技术指标的前提下有效降低天线单元和通道总数,从而降低系统的造价和馈电网络的复杂度。……