本發(fā)明屬于波束形成技術(shù)，具體涉及頻率分布陣列雷達(dá)和能量聚焦。

背景技術(shù)：

相控陣?yán)走_(dá)是以改變發(fā)射信號(hào)的相位來(lái)實(shí)現(xiàn)方位上的波束掃描，而不能在距離向上的進(jìn)行能量聚焦。頻率分布陣?yán)走_(dá)不同于相控陣?yán)走_(dá)，每一根天線上的信號(hào)頻率相對(duì)于載頻都有一個(gè)微小的變化，使得頻率分布陣?yán)走_(dá)可以將能量聚集到空域指定角度和距離位置，并在該位置的目標(biāo)上產(chǎn)生同時(shí)包含時(shí)間，距離，角度信息的多維分析函數(shù)。利用這個(gè)多維分析函數(shù)，有利于接收端對(duì)回波信號(hào)的信息提取。

固定頻率增量的線性分布陣列雷達(dá)，即當(dāng)前陣元的發(fā)射信號(hào)頻率相對(duì)于其前一個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)都有一個(gè)固定的頻率增量值。其產(chǎn)生的發(fā)射波束，可以將能量聚集在空域的指定角度和距離位置，具有良好的能量聚焦特點(diǎn)。但是，該雷達(dá)在距離向上具有明顯的周期性，容易產(chǎn)生由周期性而帶來(lái)的距離模糊，增加了對(duì)目標(biāo)檢測(cè)估計(jì)的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于非線性正弦頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)的發(fā)射波束形成方法。

本發(fā)明為解決背景所提距離方向上的周期性所帶來(lái)的距離模糊問(wèn)題而提供了一種非線性頻率增量的分布陣?yán)走_(dá)的發(fā)射波束形成方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟1：對(duì)雷達(dá)陣列天線中的M個(gè)陣元，利用直接數(shù)字式頻率合成器，產(chǎn)生M個(gè)頻率不同的單頻連續(xù)波信號(hào)；其中，第1個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)的中心頻率為f0，第M個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)的中心頻率為f0+sin(M-1)*Δf，其中f0和Δf為預(yù)設(shè)的固定頻率值；

步驟2：將產(chǎn)生的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別通過(guò)上變頻變換至預(yù)設(shè)頻率的射頻信號(hào)，由功率放大器放大后通過(guò)天線發(fā)射。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較優(yōu)點(diǎn)在于:

本發(fā)明采用頻率分布陣?yán)走_(dá)，保留了固定頻率增量的頻率分布陣?yán)走_(dá)在空域指定的位置產(chǎn)生能量聚焦的特點(diǎn)，從而有利于接收端對(duì)該位置的回波信號(hào)的信息提取工作；本發(fā)明產(chǎn)生的發(fā)射波束相對(duì)于等頻率增量雷達(dá)的發(fā)射波束而言，不具有明顯的周期性，減弱了因周期性而帶來(lái)的距離模糊，于是有利于接收端對(duì)回波信號(hào)的信息提取工作。

附圖說(shuō)明

圖1為采用固定頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)時(shí)間點(diǎn)為41ms時(shí)的方位-距離圖；

圖2為采用固定頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)時(shí)間點(diǎn)為41.5ms時(shí)的方位-距離圖；

圖3為采用固定頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)時(shí)間點(diǎn)為42ms時(shí)的方位-距離圖；

圖4為非線性正弦頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)時(shí)間點(diǎn)為41ms時(shí)的方位-距離圖；

圖5為非線性正弦頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)時(shí)間點(diǎn)為41.5ms時(shí)的方位-距離圖；

圖6為非線性正弦頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)時(shí)間點(diǎn)為42ms時(shí)的方位-距離圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和舉實(shí)例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提出一種基于非線性正弦頻率增量的連續(xù)波頻率分布陣?yán)走_(dá)的發(fā)射波束形成方法，具體步驟如下：

步驟1：對(duì)雷達(dá)陣列天線中的每一個(gè)陣元，利用直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)，產(chǎn)生M個(gè)頻率不同的單頻連續(xù)波信號(hào)。其中，第M個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)的頻率值相對(duì)于第1個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)頻率有一個(gè)sin(M-1)*Δf的非線性增量。第1個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)的中心頻率為f0，第2個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)的中心頻率為f0+sin(1)*Δf，第L個(gè)陣元發(fā)射的信號(hào)的中心頻率為f0+sin(L-1)*Δf。則第k個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的波形為:

s_k(t)＝exp{-j2πf_kt}，

f_k＝f0+sin(k-1)*Δf.

式中，k＝1，2，…,M。d為陣元間距，Δf為一固定值，單位為赫茲。

步驟2：由DDS產(chǎn)生的信號(hào)，分別通過(guò)上變頻變換至所需射頻信號(hào)，由功率放大器放大后，通過(guò)天線發(fā)射。

1仿真條件

仿真中，陣元個(gè)數(shù)16個(gè)，發(fā)射信號(hào)中心頻率3GHz，d/λ＝1/2(d為陣元間距，λ為發(fā)射波形波長(zhǎng))，頻率增量Δf取為3kHz。

2仿真內(nèi)容

圖1、2、3給出的是等頻率增量雷達(dá)的發(fā)射波束在41ms，41.5ms，42ms時(shí)間點(diǎn)形成的方位-距離圖。圖4、5、6給出的本發(fā)明的發(fā)射波束在41ms，41.5ms，42ms時(shí)間點(diǎn)形成的方位-距離圖?？梢钥闯霰景l(fā)明的發(fā)射波束相對(duì)于等頻率增量雷達(dá)的發(fā)射波束不具有明顯的周期性，于是，有利于接收端對(duì)回波信號(hào)的信息提取，而避免產(chǎn)生距離模糊。圖7給出了本發(fā)明雷達(dá)發(fā)射端的結(jié)構(gòu)圖。