吴旭姿 刘 峥 谢 荣



基于俯仰频率分集技术的波束形成方法

吴旭姿 刘 峥*谢 荣

(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 西安 710071)

传统频率分集阵列雷达在水平阵元间引入线性频率偏差，其波束在方位维与距离维具有耦合性，且存在栅瓣。针对此问题，该文提出一种基于俯仰频率分集技术的波束形成方法。首先建立俯仰频率分集阵列雷达信号模型，详细分析了发射方向图的时间依赖性和栅瓣特性。然后通过设计接收端的阵元参数，合成无栅瓣的发射-接收方向图。仿真实验验证了所提方法的有效性，所得波束在距离维与方位维无耦合，且主瓣宽度较窄。

相控阵雷达；波束形成；俯仰频率分集

1 引言

随着现代雷达技术的日益发展，数字化的相控阵天线已在机载雷达系统中得到广泛应用。通常情况下，每个天线阵元发射的是相同信号，雷达通过调整相位实现空间的波束扫描。而在机载雷达下视工作时，波束宽度在空间平面上固定，主波束照射的距离范围会随着主瓣俯仰角的减小而迅速增大，从而导致进入主瓣的杂波及干扰增多，数据处理量也加重。为了形成窄波束，雷达通常需要增大天线孔径。这对于某些天线尺寸受限的机载雷达存在一定的制约。随着多输入多输出(MIMO)雷达[1]、认知雷达[2]等新一代雷达概念的提出，通过发射端的设计与优化来提升雷达探测性能已得到越来越多的重视。除了利用移相器进行信号发射，雷达还可以通过改变不同阵元的发射信号实现更加灵活的资源分配和调度。……