針對頻率分集陣列(Frequency Diverse Array,FDA)發(fā)射波束的距離和角度耦合問題,提出一種基于均勻圓形頻率分集陣列的非線性增長頻偏方法。首先分析UCFDA的陣列結(jié)構(gòu),并推導基于線性頻偏的發(fā)射信號處理模型;接著引入四種非線性頻偏,研究基于非線性頻偏的發(fā)射信號處理模型。數(shù)值仿真表明,與線性頻偏相比,提出的四種非線性頻偏能解決距離和角度的耦合問題,且具有較高的主瓣分辨率。 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學學報. 2020年05期

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

均勻圓陣頻控陣模型

當陣元間的頻偏為線性增長形式時，g(n)=n，即fn=f0+nΔf,n=0,1，…，N-1�；诠剑�7），固定時間t=0，當an=1,n=0,1，…，N-1，即不加權(quán)重，仿真參數(shù)為：陣元數(shù)N=16；載頻f0=3GHz；圓陣半徑d=1.2λ；q=30°；φ=120°。距離-仰角維波束圖（圖2a）中，隨著距離的增加仰角維柵瓣越來越大。距離-方位角維波束圖（圖2b）中，形成多個尖峰。消除距離與角度耦合方案有：陣元間距等距離，每個陣元相對中心頻率的頻率偏移是非線性增長的，這種方法容易實現(xiàn)，廣泛被研究；陣元間距與發(fā)射頻率成反比，每個陣元相對中心頻率的頻率偏移是線性增長的，由于陣元間距隨發(fā)射頻率變化，實時性不高。針對距離-角度耦合的問題，基于均勻圓陣的模型，分別引入對數(shù)、平方、正弦、對數(shù)結(jié)合三角等非線性頻偏，對比不同方案波束圖的效果。分別記為g2(n）、g3(n）、g4(n）、g5(n），即：

假定目標位置（500km,30°，120°），時間t設(shè)定成0s，歸一化UCFDA仿真參數(shù)為：陣元數(shù)N=16；載頻f0=3GHz；圓陣半徑d=1.2λ；r0=500km;q0=30°；φ0=120°。統(tǒng)一仿真尺度，比較不同方案頻偏的UCFDA的波束特性，將距離參考陣元的頻偏設(shè)置為15kHz。不同方案每個陣元的發(fā)射頻偏見圖3。不同方案相鄰陣元之間的間隔頻率見表1。圖4展示了在以上參數(shù)設(shè)定下的log-UCFDA、square-UCFDA、sin-UCFDA、log+sin-UCFDA的仰角距離維波束能量分布圖。加入非線性頻偏后，各種形式頻偏均能在目標位置形成點狀波束，有效地消除了線性UCFDA中的仰角-距離耦合問題。但仰角維的主瓣寬度都較寬，特別是log-UCFDA在距離維形成跨度較大的“拖尾”波束。相比四種頻偏，log+sin-UCFDA仰角維主瓣最窄，但在距離維有“拖尾”波束。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于非線性頻偏的頻控陣波束控制研究[J]. 王博,謝軍偉,張晶,馮曉宇.  北京理工大學學報. 2019(03)
[2]頻控陣雷達:概念、原理與應用[J]. 王文欽,邵懷宗,陳慧.  電子與信息學報. 2016(04)



本文編號：2934928