[发明专利]一种基于线性调频的时间依赖性频控阵目标探测方法

说明书

本发明公开了一种基于线性调频的时间依赖性频控阵目标探测方法，其特征是，包括如下步骤：1）确定LFM‑FDA发射波束峰值时的距离、角度和频率增量与时间的关系；2）确定时间依赖性频率增量表达；3）得到时间依赖性频率增量；4）得到距离‑时间以及角度‑时间的关系；5）进行目标搜索。这种方法的优点是使得频控阵的主旁瓣比得到提高、能量汇聚效果更集中，且能使得频控阵波束能量持续汇聚在目标点所在的位置，使得能量在目标位置得到持续积累，提高了探测准确性。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理领域，具体涉及一种基于线性调频频控阵(LinearFrequency Modulation Frequency Diverse Array，LFM-FDA)的雷达探测技术，尤其是一种基于线性调频的时间依赖性频控阵目标探测方法。

背景技术

频控阵相较于相控阵而言，其相邻两个阵元之间存在一个远小于基准载频的频率增量。这使得它的波束方向图不仅与角度有关，且依赖于距离和时间，这在雷达目标探测成像中有很大的应用前景。

雷达定位技术广泛应用于航天、军事、气候探测等领域，有着很大的需求。在频控阵中使用线性调频技术，可以通过增加每个阵元的发射带宽来提高雷达定位的效果，使得主旁瓣比更大，进而使得雷达的能量汇聚更加集中。对于一个目标位置，将其在阵列的一次探测时间内实现持续照射，则可以大大提高目标探测准确性。在实际探测中，由于目标的位置并非预先知道的，所以需要在距离或角度进行扫描。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于线性调频的时间依赖性频控阵目标探测方法。这种方法的优点是使得频控阵的主旁瓣比得到提高、能量汇聚效果更集中，且能使得频控阵波束能量持续汇聚在目标点所在的位置，使得能量在目标位置得到持续积累，提高了探测准确性。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于线性调频的时间依赖性频控阵目标探测方法，包括如下步骤:

1)确定LFM-FDA发射波束峰值时的距离、角度和频率增量与时间的关系：通过LFM-FDA方向图峰值的表达式得出LFM-FDA发射波束峰值时的距离、角度和频率增量与时间的关系，假定线性调频频控阵的各阵元的发射频率依次线性增加，第m个阵元发射信号的载频f_m为：

f_m＝f₀+(m-1)Δf m＝1,…,M，

第m个阵元到达远场参考点的距离为：

R_m＝R₀-(m-1)dsinθ m＝1,...,M，

第m个阵元发射信号的表达式为：

由于线性调频频控阵每一次工作周期都是一个非常小的数值，因此其关于时间的二次项部分在计算其周期性时可以忽略，则LFM-FDA方向图峰值的表达式为：

其中f₀为频控阵的基准载频，M为总的阵元个数，Δf为阵元间频率增量，R₀为第一个阵元距离远场参考点的距离，d为相邻阵元的间距，θ为阵元到达远场的波束与法线方向的夹角，c为光速，B为每个阵元的带宽，T为阵元每次发射的脉冲持续时间；

2)确定时间依赖性频率增量表达式：结合步骤1)中方向图峰值的表达式，并将其

写为与时间相关的表达形式:

n设置为1；