基于信息几何的频控阵雷达目标探测与信号检测方法

发布时间：2021-09-05 18:23

　　频控阵相对于相控阵在发送阵列上相邻阵元之间施加一个远小于载频的频率偏置,这使得它的波束不仅与角度有关,而且与距离相关。角度距离相关的波束特性使得频控阵雷达在目标探测和信号检测方面具有很大应用前景和研究价值。信息几何结合了微分几何和概率论,在分析统计相关问题具有独特优势,可以为频控阵雷达的探测机理提供新的分析方法。本文基于信息几何方法对频控阵多输入多输出（FDA-MIMO）雷达的目标探测和信号检测问题展开研究,分析了FDA-MIMO雷达目标探测的空间分辨能力,提出了基于信息几何的FDA-MIMO雷达目标探测和信号检测方法。本文主要工作包括:（1）、分析了频控阵雷达的基本原理和波束特性,由于频控阵雷达的耦合性,不能直接使用频控阵进行目标探测,本文主要关注FDA-MIMO雷达的信号模型。（2）、简要介绍了信息几何的基本原理,以单站脉冲雷达的信息分辨力为例说明了信息几何在分析雷达信号处理中概率相关问题时的独特优势。（3）、针对FDA-MIMO雷达的分辨力问题,与传统分辨力分析方法不同,本文考虑到噪声对分辨能力的影响,基于信息几何方法推导了FDA-MIMO雷达匹配滤波器之前的信息分辨力;为了简化... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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第二章频控阵雷达的基本原理11第二章频控阵雷达的基本原理本章主要介绍频控阵雷达的基本原理。首先介绍频控阵雷达的信号模型与波束特性，说明频控阵雷达波束的角度距离依赖特性，与传统的相控阵形成鲜明对比，再介绍FDA-MIMO雷达的信号模型，FDA-MIMO雷达是频控阵雷达体系中在目标探测方面最具应用潜力的一种雷达，因此本文也围绕着FDA-MIMO雷达分析其目标探测和信号检测展开研究。本章为后序章节基于信息几何的频控阵雷达目标探测作铺垫。2.1频控阵信号模型与波束特性本节建立均匀线阵频控阵雷达阵列模型，并与相控阵的阵列模型作对比，然后仿真实验频控阵波束图与相控阵波束图，分析两者的区别。2.1.1原理阐述图2-1均匀线阵频控阵发射阵列示意图如图2-1所示，设有M个发射阵元，相邻阵元之间有有固定的阵源间距为d，则设第1个阵元为参考阵元，其发射信号频率表示为1，称之为参考载频或系统中心频率，与相控阵不同的是，频控阵在除了参考阵元外的每个发射阵元上相对于前一个阵元施加一个频率增量，这个频率增量远远小于参考阵元发射信号的载波频率，则第m个发送阵元的发射频率可以表示为：=1+(1)(2-1)

电子科技大学硕士学位论文14(,)=sin[1sin]sin[1sin](2-16)2.1.2波束仿真与分析为了观察频控阵的静态波束图，设置以下参数做仿真实验：固定时间参数为=0，设置参考载频1=10，阵元间频率增量Δ=3，发射阵元数为=12，光速=3×108/，阵元间距=(2)（这里是为了避免产生栅瓣，所以取所有阵元发射信号中的最大半波长作为阵元间距）。仿真结果如图2-2所示。同理，为了观察相控阵的静态波束图并与频控阵波束图作对比，设置以下参数做仿真实验：设置参考载频1=10，阵元间距=(21)，发射阵元数为=12，光速=3×108/。仿真结果如图2-3所示。(a)频控阵波束三维图(b)频控阵波束俯视图图2-2频控阵归一化波束图(a)相控阵波束三维图(b)相控阵波束俯视图图2-3相控阵归一化波束图


本文编号：3385855