【摘要】：提出一種頻控陣?yán)走_(dá)目標(biāo)距離-角度聯(lián)合估計(jì)的子陣方案,以解決基本頻控陣?yán)走_(dá)由于距離和方位角耦合而不能直接實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離和方位角二維聯(lián)合估計(jì)的問(wèn)題。方案將整個(gè)陣列分為兩個(gè)子陣列,且兩個(gè)子陣列采用不同的頻偏。為了擴(kuò)展陣列孔徑,子陣列均采用差分陣列結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用接收數(shù)據(jù)的二階統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行處理時(shí),N個(gè)實(shí)際物理陣元可提供O(N~2)維的自由度。由于兩個(gè)子陣列對(duì)距離和角度維的解耦能力,目標(biāo)可利用基于子空間的多信號(hào)分類算法被定位。目標(biāo)估計(jì)性能是通過(guò)分析相對(duì)于信噪比的克拉美羅下限來(lái)檢驗(yàn)的。最后,由數(shù)值仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性。
【圖文】：

槳?利用兩個(gè)不同頻移將整個(gè)FDA陣列分為兩個(gè)子陣。由于子陣列能夠解耦距離和角度響應(yīng)，目標(biāo)可以利用子空間的多信號(hào)分類算法被定位。為了延長(zhǎng)孔徑，每個(gè)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(guò)分析相對(duì)于信噪比(SNR)的克拉美-羅下限(CRLB)檢驗(yàn)了目標(biāo)的距離-角度估計(jì)性能。1頻控陣?yán)走_(dá)天線方向圖在傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)中，假設(shè)除了振幅和相位，每個(gè)天線元件輻射的波形是完全相同的。而FDA雷達(dá)是不同于相控陣?yán)走_(dá)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(gè)基本均勻線陣(ULA)FDA雷達(dá)由每個(gè)天線輻射的波形是相同的，但存在fHz的頻率增量，即第m個(gè)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(gè)元件為參考，導(dǎo)向向量見(jiàn)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(xiàng)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(gè)新的天線方向圖，它是距離，時(shí)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(zhǎng)，可以看到，F(xiàn)DA雷達(dá)能夠提供一個(gè)依賴于距離-角度的波束模式，這是非常重要的，因?yàn)檫@決定了FDA雷達(dá)能夠在距離-角度域定位目標(biāo)。但是，基本的FDA雷達(dá)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(gè)新的天線方向圖，它是距離，時(shí)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(zhǎng)，可以看到，F(xiàn)DA雷達(dá)能夠提供一個(gè)依賴于距離-角度的波束模式，這是非常重要的，，因?yàn)檫@決定了FDA雷達(dá)能夠在距離-角度域定位目標(biāo)。但是，基本的FDA雷達(dá)由于距離和角度維存在耦合，是不能直接估計(jì)目標(biāo)的距離和角度的。我們的目標(biāo)是通過(guò)在FDA雷達(dá)上應(yīng)用兩個(gè)子陣的方法來(lái)解耦距離和角度響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)距離和角度維的二維目標(biāo)定位。圖2FDA雷達(dá)天線方向圖Fig.2BeampatternsofFDAradar

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