[发明专利]基于二维空时编码的相干FDA雷达发射波束合成方法有效

专利信息
申请号: 201910808392.7 申请日: 2019-08-29
公开(公告)号: CN110471035B 公开(公告)日: 2022-12-27
发明(设计)人: 朱圣棋;吕微慧;王华柯;许京伟;刘婧;曾操;王磊;王博 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: G01S7/28 分类号: G01S7/28
代理公司: 西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 61218 代理人: 惠文轩
地址: 710071 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 基于 二维 编码 相干 fda 雷达 发射 波束 合成 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于二维空时编码的相干FDA雷达发射波束合成方法,属于雷达信号处理技术领域;具体地,本发明将相干频率分集阵与空时编码技术结合起来,提出一种新的发射分集技术;即利用时空编码技术,发射分段的线性调频波形(LFM),灵活地合成发射波束图,针对每个脉冲均能够合成期望的波束图,并且在感兴趣的位置实现功率的最大化,使感兴趣的位置恒模,旁瓣区域没有明显尖峰,旁瓣水平低。能够根据需求来设计发射波束图,并且没有距离分辨率的降低。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域,尤其涉及一种基于二维空时编码的相干FDA雷达发射波束合成方法。

背景技术

相控阵(PA)雷达可以通过电子方式将波束导向具有最大增益的特定方向。对于所有范围,波束指向一个给定角度。相反,频率分集阵(FDA)可以通过在阵元上采用小的频率增量来产生距离-角度-时间相关的波束方向图。它可以根据传输的波形分为两类:相干的FDA和多输入多输出(MIMO)FDA。与利用一组正交波形的多输入多输出FDA相比,相干的FDA传输单个频移波形。

传统的多输入多输出(MIMO)雷达需要信道之间的正交信号。波形分集技术基于发射正交波形,这在实际情况下难以实现,波形之间的互相关,通常会引起相对高的旁瓣电平,导致其对弱目标检测的准确性较低。而且不同角度之间的增益波动不可忽略;尽管可以在频率分集中获得正交性,但是大的频率差异不可避免地导致参数的估计误差和输出信噪比(SNR)的损失。

基于MIMO雷达的上述缺陷,作为一种简单的发射分集技术,相干FDA通过发送相同的波形,新阵列结构能够全角度覆盖,并且在每个方向上具有稳定的增益。但是传统的相干FDA的宽发射波束会使距离分辨率显著降低,限制了其应用,同时,传统相干FDA的各个脉冲相互联系,不能进行每个脉冲的单独设计。因此,如何实现相干FDA发射波束的自主设计合成就显得非常重要。

发明内容

为了解决上述问题,本发明的目的是提出一种基于二维空时编码的相干FDA雷达发射波束合成方法。将用于相干FDA的分段线性调频(LFM)波形的发射波束图设计结合到二维空时编码技术中,以提高有源阵列感知的灵活性并增强雷达系统的适用性。每个具有空时编码的脉冲都能实现发射波束图设计,而且没有距离分辨率的降低。

为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以解决。

基于二维空时编码的相干FDA雷达发射波束合成方法,包括以下步骤:

步骤1,建立相干FDA模型,对应得到相干FDA的发射信号

步骤2,构建二维空时编码模型,并对相干FDA的发射信号进行二维空时编码,得到空时编码后的发射信号sSTC,k(t,θ);将空时编码后的发射信号sSTC,k(t,θ)变换到频域,得到空时编码后的发射信号的频域表达式sSTC,k(fk,θ),结合发射波束图的相位补偿原理,得到每个脉冲对应的中心频率;

步骤3,根据每个脉冲对应的中心频率,对空时编码后的发射信号sSTC,k(t,θ)进行分段线性调频,对应得到每个脉冲分段子带的子频率及每个脉冲的线性调频发射波束;对每个脉冲的线性调频发射波束进行相干叠加,合成FDA整个相干脉冲序列发射波束。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明将相干频率分集阵与空时编码技术结合起来,提出一种新的发射分集技术;即利用时空编码技术,发射分段的线性调频波形(LFM),灵活地合成发射波束图,针对每个脉冲均能够合成期望的波束图,并且在感兴趣的位置实现功率的最大化,使感兴趣的位置恒模,旁瓣区域没有明显尖峰,旁瓣水平低。能够根据需求来设计发射波束图,并且没有距离分辨率的降低。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

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