[发明专利]基于调幅调相辅助天线的雷达发射波束置零方法

说明书

本发明提出了一种基于调幅调相辅助天线的雷达发射波束置零方法，用于解决现有基于幅相加权的发射波束置零方法存在的计算量大的技术问题，实现步骤为：给定一个雷达发射天线；在雷达发射天线旁边添加一根调幅调相辅助天线；设定雷达发射天线波束置零的空间方向；计算雷达发射天线在其波束置零空间方向上的输出信号幅度；计算调幅调相辅助天线发射信号的幅度和初始相位；判断调幅调相辅助天线的发射信号幅度的取值；同时发射雷达发射天线信号和调幅调相辅助天线信号，得到雷达发射天线波束置零空间方向上的合成方向图。本发明的计算量小，可用于雷达发射信号的反侦察、抗干扰和抗截获等领域。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，涉及一种发射波束置零方法，具体涉及一种通过添加具有调幅和调相功能的辅助天线，在干扰源所在的方位上形成零点的方法，可用于雷达发射信号的反侦察、抗干扰和抗截获等领域。

背景技术

雷达发射波束是由雷达发射端天线发射的信号在空间中的能量分布。雷达在发射信号的过程中需要获得干扰机或截获接收机的位置，以降低功率的方式减少被干扰或截获的概率，但实际工作中，雷达对干扰机或接收机的位置估计存在一定的误差，因此需要在干扰机或接收机的位置区间内形成零陷，也就是发射波束的置零技术。目前常用的发射波束置零方法有幅相加权法和唯相位加权法。

唯相位加权综合的发射波束置零方法相当于加上了附加的幅度恒定的约束，而附加上幅度恒定的约束后，该方法就变成一个求解非线性方程的问题。通常选用牛顿法进行求解，牛顿法求解过程是一个迭代过程，在置零方向比较密集时可以形成很宽的零陷，但是求解过程包含大量的迭代运算，而且性能跟迭代参数密切相关，因此这种方法不能普遍适用于发射波束场景中。

基于幅相加权的发射波束置零方法分为全阵元幅相加权和部分阵元幅相加权两类。其中，全阵元幅相加权是最常见也是代价最高的一种方法，部分阵元幅相加权则会降低代价，减小计算量。幅相加权综合的波束置零方法是一种同时对幅度和相位进行调制，得到最优权向量，然后与导向矢量加权，从而达到发射波束置零的目的。最常用的幅相加权方法采用线性约束最小方差法，但该方法包含矩阵求逆运算，运算量比较大。例如，郭志亮、陈辉和祝转民2016年在《空间电子技术》期刊第13卷第3期中发表的文章“一种宽带零陷展宽恒定束宽波束形成算法”中，公开了一种基于线性约束最小方差准则的宽带零陷展宽恒定束宽波束形成算法，该算法是在期望方向上的阵列响应施加不等式约束，结合线性约束最小方差准则，利用拉格朗日乘子法对非线性约束方程进行求解，达到零陷展宽的目的。该方法虽然避免了矩阵求逆运算，在期望方向上形成了较宽的零陷，但需要迭代更新拉格朗日乘因子，因而计算量较大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于调幅调相辅助天线的雷达发射波束置零方法，用于解决现有基于幅相加权的发射波束置零方法存在的计算量大的技术问题。

本发明的技术思路是：在已知雷达发射天线整体在空间中形成的方向图和天线相位中心时，在雷达发射天线附近添加一根具有调幅调相能力的辅助天线，通过该调幅调相辅助天线的幅度值和相位值直接对雷达发射天线在空间中形成的方向图进行调制，从而达到发射波束置零的目的。

根据上述技术思路，实现本发明目的采取的技术方案包括如下步骤：

(1)给定一个相位中心已知的雷达发射天线，该发射天线的发射波束方向图为p_o(f_a)，其中，f_a表示天线的方位角；

(2)在雷达发射天线旁边添加一个发射波束方向图为p_A(f_a)、最大发射信号幅度为α_max的调幅调相辅助天线，该调幅调相辅助天线的相位中心与雷达发射天线的相位中心之间的距离向量为