【摘要】：提出一種頻控陣雷達目標距離-角度聯(lián)合估計的子陣方案,以解決基本頻控陣雷達由于距離和方位角耦合而不能直接實現(xiàn)目標距離和方位角二維聯(lián)合估計的問題。方案將整個陣列分為兩個子陣列,且兩個子陣列采用不同的頻偏。為了擴展陣列孔徑,子陣列均采用差分陣列結(jié)構(gòu)。當采用接收數(shù)據(jù)的二階統(tǒng)計量進行處理時,N個實際物理陣元可提供O(N~2)維的自由度。由于兩個子陣列對距離和角度維的解耦能力,目標可利用基于子空間的多信號分類算法被定位。目標估計性能是通過分析相對于信噪比的克拉美羅下限來檢驗的。最后,由數(shù)值仿真結(jié)果驗證了方法的有效性。
【圖文】：

槳?利用兩個不同頻移將整個FDA陣列分為兩個子陣。由于子陣列能夠解耦距離和角度響應(yīng)，目標可以利用子空間的多信號分類算法被定位。為了延長孔徑，每個子陣列采用差分陣列結(jié)構(gòu)[11]。本文采用接收數(shù)據(jù)推導(dǎo)了依賴于距離-角度的數(shù)據(jù)模型，并通過分析相對于信噪比(SNR)的克拉美-羅下限(CRLB)檢驗了目標的距離-角度估計性能。1頻控陣雷達天線方向圖在傳統(tǒng)的相控陣雷達中，假設(shè)除了振幅和相位，每個天線元件輻射的波形是完全相同的。而FDA雷達是不同于相控陣雷達的，它的天線元件是可以輻射相同波形或不同波形的。如圖1所示，假設(shè)一個基本均勻線陣(ULA)FDA雷達由每個天線輻射的波形是相同的，但存在fHz的頻率增量，即第m個元件的輻射頻率是0=(1),=0,1,,1mffmfmM其中，f0是工作載波頻率，m是陣元數(shù)。圖1等頻率增量的基本線性陣列FDAFig.1UniformlinearFDAwithidenticalfrequencyincrement以陣列第一個元件為參考，導(dǎo)向向量見式(1)[17]。0000200002πsin2πsin2π()2π(1)sin2π(1)sin2π(1)()[1]fdfdrfjcccfMdMfdMrfjcccTeea(θ,r)(1)其中：θ是方位角；r是傾斜距離；d是元件間隔；c0是光速；T是轉(zhuǎn)置。由于0ff且r(M1)dsin，那么忽略非線性相位項22π(m1)f0dsin/c，則可得到振幅意義上的近似值。這里存在忽略影響，但這種近似適合于差分陣列的處理。頻率增量的使用將生成一個新的天線方向圖，它是距離，時間和相位的函數(shù)。如圖2，其中f=10kHz，M=12，d=λ/2，λ為載波波長，可以看到，F(xiàn)DA雷達能夠提供一個依賴于距離-角度的波束模式，這是非常重要的，因為這決定了FDA雷達能夠在距離-角度域定位目標。但是，基本的FDA雷達由于距離和角度維存

的近似值。這里存在忽略影響，但這種近似適合于差分陣列的處理。頻率增量的使用將生成一個新的天線方向圖，它是距離，時間和相位的函數(shù)。如圖2，其中f=10kHz，M=12，d=λ/2，λ為載波波長，可以看到，F(xiàn)DA雷達能夠提供一個依賴于距離-角度的波束模式，這是非常重要的，，因為這決定了FDA雷達能夠在距離-角度域定位目標。但是，基本的FDA雷達由于距離和角度維存在耦合，是不能直接估計目標的距離和角度的。我們的目標是通過在FDA雷達上應(yīng)用兩個子陣的方法來解耦距離和角度響應(yīng)，從而實現(xiàn)距離和角度維的二維目標定位。圖2FDA雷達天線方向圖Fig.2BeampatternsofFDAradar

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