【摘 要】
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频率分集阵列雷达（FDA）在改变相位和频率上拥有更多的自由,可以选择两者同时改变,也可以只选择改变频率,使其拥有了更多的灵活性以及应用场景。FDA由于其相邻阵元之间加的微小频偏,所形成的方向图是距离角度相关的“S”型波束,这样的特性并不总是满足实际需求的,比如只需要将能量聚焦在某一固定区间内、抑制和目标点同角度不同距离或者同距离不同角度的干扰、提高目标定位精度等情况,给波束形成与干扰抑制带来了严峻
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频率分集阵列雷达（FDA）在改变相位和频率上拥有更多的自由,可以选择两者同时改变,也可以只选择改变频率,使其拥有了更多的灵活性以及应用场景。FDA由于其相邻阵元之间加的微小频偏,所形成的方向图是距离角度相关的“S”型波束,这样的特性并不总是满足实际需求的,比如只需要将能量聚焦在某一固定区间内、抑制和目标点同角度不同距离或者同距离不同角度的干扰、提高目标定位精度等情况,给波束形成与干扰抑制带来了严峻的挑战,因此研究点型波束图的形成具有重大意义。本文拟通过利用阵元频率非线性变化的方法,针对FDA雷达点型波束形成、干扰抑制、近场波束形成及目标定位等三个问题展开研究,实现对任意目标的单波束最大响应,同时有效抑制干扰,主要工作如下:1.针对频率分集阵列雷达接收波束中存在多个主瓣波束的问题,提出一种基于Metropolis准则的迭代局部搜索算法（ILS）优化频偏和阵元间距的方法。该方法使用单基地收发阵列模型,利用迭代局部搜索算法寻找其最优频偏以及阵元之间的最优间距,搜索过程中根据Metropolis准则对频偏值进行概率的接收以寻找到全局最优频偏值。和模拟退火算法比较发现,该方法有效减少了旁瓣尖峰脉冲数目,降低了距离向的旁瓣能量峰值,并且提高了角度向的聚焦分辨率,形成了一个更接近于规则点状的波束图。为了增强波束形成中的干扰抑制能力,在上述方法的基础上进一步将SMI算法以及LMS算法应用到频率分集阵列当中对干扰进行抑制。仿真表明,两种算法不仅使能量在目标点形成了最大增益,而且对干扰都起到一定的抑制作用,同时SMI算法比LMS算法有着更强的抑制能力。2.针对在频率分集阵列雷达近场发射中其波形为球面波且距离损耗无法忽略的问题,提出了用于补偿距离损耗的权值,该权值可使得其距离损耗项常数化,有效降低了能量聚焦偏移的误差。为了提高近场能量的聚焦精度,提出了“之”型频偏,并且将多载波对数频偏和多载波开方型频偏结合形成了多载波混合频偏。与对数频偏、混沌频偏相比较而言,“之”型频偏和多载波混合频偏都提高了能量的汇聚性能,尤其提高了距离向的聚焦分辨率。其中,效果最好的是多载波混合频偏。最后结合多载波混合频偏,利用波束扫描遍历空间区域,实现近场目标定位,提高定位精度。
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