專利名稱：一種用fda雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法及fda雷達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及頻率分集陣列(FDA)雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
相控陣?yán)走_(dá)可以自由地實(shí)現(xiàn)波束的空間掃描，因而廣泛地應(yīng)用于雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)與成像。通常相控陣?yán)走_(dá)每個(gè)陣元發(fā)射的是同一個(gè)信號(hào)，通過(guò)在每個(gè)陣元的輸出端接入移相器來(lái)實(shí)現(xiàn)波束方向控制，調(diào)整移相器的相移量便可實(shí)現(xiàn)波束的空域掃描。然而，相控陣?yán)走_(dá)在每一快拍內(nèi)，波束指向在所有距離分辨單元上是恒定的，也就是說(shuō)波束指向與距離是無(wú)關(guān)的，因而不能利用線性相控陣?yán)走_(dá)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離和方位角的二維聯(lián)合估計(jì)。但是在某些應(yīng)用中，常常又期望陣列波束在同一快拍內(nèi)能夠以不同的角度指向不同的距離，這就需要波束的指向能夠隨距離的變化而變化。頻率分集陣列(FDA,Frequency Diverse Array)雷達(dá)在同一時(shí)間對(duì)不同陣元施加不同的頻偏，可以提供距離依賴性波束掃描功能，這和傳統(tǒng)的相控陣和頻率掃描天線都是不同的；頻率掃描天線的頻偏是在不同的時(shí)間施加的，而且所有陣元的頻偏是相同的；FDA雷達(dá)發(fā)射和相控陣一樣的相參信號(hào)，但是各陣元附加了不同的頻偏Af，因而輻射出去的信號(hào)頻率是不同的?，F(xiàn)有技術(shù)分析了 FDA雷達(dá)波束的距離依賴特性，但是沒有回答如何有效地利用這種距離依賴特性，也沒有解決FDA雷達(dá)在對(duì)目標(biāo)距離向和方位角向進(jìn)行估計(jì)時(shí)存在的耦合問題，即發(fā)射波束不能聚焦在期望的目標(biāo)點(diǎn)上，而是分布成一條距離向和方位角向相耦合的“峰脊”上，如

圖1所示。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)在用FDA雷達(dá)對(duì)目標(biāo)距離向和方位角向進(jìn)行估計(jì)時(shí)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，能夠有效地解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。為了解決這個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面在于提供一種用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，包括如下步驟I)將雷達(dá)的發(fā)射陣元分成陣元個(gè)數(shù)相等第一發(fā)射子陣列和第二發(fā)射子陣列；2)產(chǎn)生兩個(gè)子陣列的發(fā)射信號(hào)第一發(fā)射子陣列中的每個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的頻率為fclji = f0+(1-l) · Af1, i = 1,2, . . . . M ；第二發(fā)射子陣列中的每個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的頻率為fc2,j = f0+(1-l) · Af2,i = 1,2,....MM為子陣列中陣元的總數(shù)，&為雷達(dá)系統(tǒng)載頻，Af1為預(yù)先設(shè)定的第一發(fā)射子陣列的載頻增量，為預(yù)先設(shè)定的第二發(fā)射子陣列的載頻增量；3)估計(jì)目標(biāo)的方位角和距離
權(quán)利要求
1.一種用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，包括如下步驟 1)將雷達(dá)的發(fā)射陣元分成陣元個(gè)數(shù)相等第一發(fā)射子陣列和第二發(fā)射子陣列； 2)產(chǎn)生兩個(gè)發(fā)射子陣列的發(fā)射信號(hào) 第一發(fā)射子陣列中的每個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的頻率為 fcl, i = f0+(1-l) A f1； i = I, 2, . . . . M ； 第二發(fā)射子陣列中的每個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的頻率為 fc2, i = f0+(1-l) A f2, i = I, 2, . . . . M M為子陣列中陣元的總數(shù)，&為雷達(dá)系統(tǒng)載頻，Af1為預(yù)先設(shè)定的第一發(fā)射子陣列的載頻增量，Af2為預(yù)先設(shè)定的第二發(fā)射子陣列的載頻增量； 3)估計(jì)目標(biāo)的方位角和距離{0, r) = maxJ(0,r) = max|wH(^,r)y|2 其中，w(0，r)表示接收信號(hào)的導(dǎo)向矢量，0為接收信號(hào)波束的所有可能的方位角，r為接收信號(hào)波束的所有可能的距離值，y是接收到的信號(hào)，(*)H表示共軛轉(zhuǎn)置，(么/=)為估計(jì)出的目標(biāo)的方位角和距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，當(dāng)所述的發(fā)射陣元的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則以陣列的中間陣元為中點(diǎn)，將陣列分成陣元個(gè)數(shù)相等第一發(fā)射子陣列和第二發(fā)射子陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，所述的接收信號(hào)的導(dǎo)向矢量等于發(fā)射信號(hào)的導(dǎo)向矢量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，所述的發(fā)射信號(hào)的導(dǎo)向矢量為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，所述的％和由下式計(jì)算得到
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，所述的八4和Af2的取值方法是其中任意一個(gè)取正數(shù)，另一個(gè)取負(fù)數(shù)。
7.—種FDA雷達(dá),包括第一發(fā)射子陣列和第二發(fā)射子陣列，所述的第一發(fā)射子陣列中的每個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的頻率為
全文摘要
本發(fā)明屬于頻率分集陣列(FDA)雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開了一種用FDA雷達(dá)估計(jì)目標(biāo)距離和方位角的方法，包括將雷達(dá)的發(fā)射陣元分成陣元個(gè)數(shù)相等第一發(fā)射子陣列和第二發(fā)射子陣列，產(chǎn)生兩個(gè)發(fā)射子陣列的發(fā)射信號(hào)，估計(jì)目標(biāo)的方位角和距離的步驟。本方法能夠有效地利用FDA雷達(dá)波束的距離依賴特性，對(duì)目標(biāo)的方位角和距離進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，克服了FDA雷達(dá)在對(duì)目標(biāo)距離向和方位角向進(jìn)行估計(jì)時(shí)存在的耦合問題。
文檔編號(hào)G01S13/06GK103018737SQ20121050914
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王文欽, 邵懷宗, 王永兵, 楊帆, 潘曄, 胡全 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)