基于时不变点状波束优化的目标距离-角度联合估计

初 伟 刘云清 刘文宇 李晓龙

(长春理工大学电子信息工程学院 长春 130022)

1 引言

在不考虑电磁波传播衰减的情况下，相控阵雷达发射波束的增益仅与角度有关，在距离维上不受控[1]。近年来，为了克服这一缺点，一种新体制频控阵(Frequency Diverse Array, FDA)雷达越来越得到关注[2]。该方法的本质是在天线发射阵列单元上增加一个小的频率增量，以生成与距离-角-时间相关的发射波束方向图。与传统雷达使用的调频技术不同，FDA发射波束可以周期性地扫描空间区域，并在距离、角度和时间维度上形成波束聚焦，聚焦效果会随着频率的增加而变化[3]。因此，FDA在目标定位、波束自动扫描和距离相关的杂波干扰抑制等方面优于传统相控阵[4]。此外，虽然多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达通过波形分集可以有效地获得时间和空间上的自由度，使其拥有许多传统相控阵雷达无法实现的功能。但是在复杂的道路和多目标的环境中，特别是在目标角度相同或目标距离相近时无法获得令人满意的结果。而FDA-MIMO体制雷达由于其在距离-角度维度波形优势，成为一种解决上述问题的方法[5–9]。

频控阵雷达在使用不同的频偏调制方法时，会产生不同的波束图效果，向每个阵元引入一个固定频率值时，会使发射波束图产生周期性条带状图案。文献[10]提出一种基于对数频偏 (Logarithmi -cally Increased Frequency Offset, LIFO) 的FDA，它可以将发射波形的能量集中在单个目标区域。文献[5]采用固定频偏式(Identical Frequency Increment, IFI)多输入多输出频控阵雷达(FDA-MIMO)去抑制距离相关的干扰，提高了接收信噪比(Signal Noise Ratio, SNR)。……