[发明专利]一种极化敏感FDA雷达及其波束形成方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及FDA雷达技术领域，尤其涉及一种极化敏感FDA雷达及其波束形成方法和装置。

背景技术

频控阵雷达(FDA，Frequency Diverse Radar)在同一时间对不同阵元上的发射信号施加了不同的频率差，即：每个阵元发射出去的信号的中心频率不相同。这些发射出去的信号在空间上相互叠加，会使FDA雷达波束在空间上呈现出某些距离角度位置上加强，其他距离角度位置上减弱的特性。

FDA雷达的阵元的排列方式可以是将多个阵元排列在一条直线上，即：以线阵方式排列。

现有的FDA雷达发射信号波束加强的位置呈带状，这种样式的发射信号波束决定了FDA雷达在判定目标的距离和角度时会出现相互依赖性，即：如果不知道距离大小就无法估计出角度的大小，同样，不知道角度的大小也无法估计出距离的大小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极化敏感FDA雷达及其波束形成方法和装置，以解决现有技术中存在的上述距离和角度相互依赖的问题。

本发明的一个实施例提供了一种极化敏感FDA雷达，包含多个阵元，多个阵元中的每一个上包含至少一个电偶极子或至少一个磁偶极子。

本发明的另一个实施例提供了一种用于极化敏感FDA雷达的波束形成方法，极化敏感FDA雷达包含多个阵元，该方法包括：参数设定步骤：设定阵元总数、阵元间距、发射信号的载波频率、每个阵元的发射信号频偏；偶极子设置步骤：在多个阵元中的每一个上设置至少一个电偶极子或至少一个磁偶极子；最优加权向量搜索步骤：用凸优化方法搜索最优加权向量；以及发射波束产生步骤：根据载波频率、频偏和加权向量在相应阵元上产生发射波束。

本法明的又一个实施例提供了一种用于极化敏感FDA雷达的波束形成装置，该极化敏感FDA雷达包含多个阵元，该装置包括：参数设定模块，用于设定阵元总数、阵元间距、发射信号的载波频率、每个阵元的发射信号频偏；偶极子设置模块，用于在多个阵元中的每一个上设置至少一个电偶极子或至少一个磁偶极子；最优加权向量搜索模块，用于用凸优化方法搜索最优加权向量；以及发射波束产生模块，用于根据载波频率、频偏和加权向量在相应阵元上产生发射波束。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中：

图1为本发明的极化敏感FDA雷达示意图；

图2为本发明的用于极化敏感FDA雷达的波束形成方法的一个实施例的流程图；

图3所示为本发明的用于极化敏感FDA雷达的波束形成过程中的加权向量搜索步骤的一个实施例的流程图；

图4为本发明的用于极化敏感FDA雷达的波束形成装置一个实施例的示意性框图；

图5A为采用现有的FDA产生的雷达发射波束示意图；

图5B为采用本发明技术方案产生的雷达发射波束示意图；

图6为采用本发明技术方案时的输入信噪比与输出信干比曲线和采用现有技术方案时的输入信噪比与输出信干比曲线对比示意图。

在附图中，使用相同或类似的标号来指代相同或类似的元素。

具体实施方式

现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种极化敏感FDA雷达100，雷达100可以包含多个阵元(图1中用一个黑色方块表示一个阵元)，多个阵元中的每一个上可以包含有至少一个电偶极子或至少一个磁偶极子。这多个阵元可以排列在一条直线上并且相互之间的间距可以相等。

在本发明的一个实施例中，电偶极子可以位于图1中的虚线所示的X轴方向或Y轴方向或Z轴方向，磁偶极子也可以位于图1中的虚线所示的X轴方向或Y轴方向或Z轴方向。