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频控阵MIMO雷达中基于稀疏迭代的多维信息联合估计方法

蒋文 雷达学报 2022-07-02

为了弥补相控阵阵列因子与距离变量无关的缺点,美国空军研究实验室的P.Antonik等人提出一种具有距离依赖性方向图的FDA。FDA直译应为频率复用阵列,电子科大王文钦团队认为从其工作原理上讲译作频控阵更为恰当。

FDA波束形成器的波束扫描角随着距离而变化,于是FDA雷达的波束具有角度和距离依赖性(图1),这为目标的距离和角度参数联合估计提供可能。此外,与距离有关的干扰抑制、电子对抗和安全通信等领域也具有广泛的应用潜力。


(a)

(b)

图1 相控阵与频控阵的发射方向图对比

该工作已发表在《雷达学报》2018年第2期“频率分集阵列雷达”专题“频控阵MIMO雷达中基于稀疏迭代的多维信息联合估计方法”(巩朋成,刘刚,黄禾,王文钦)。

该文首先在建立FDA-MIMO系统模型的基础上,将迭代自适应方法引入到FDA-MIMO雷达中,研究了基于迭代自适应方法的FDA-MIMO雷达参数估计。实验显示(图2),在快拍数据比较少的情况下,特别是在单次快拍时,迭代自适应的方法在真实的目标位置附近还是出现了一些虚假目标。

 (a) 迭代自适应方法 

(b) 一般化的迭代自适应方法

图2 21个目标时基于迭代自适应方法估计结果

接着提出了基于稀疏迭代的加权最小化方法,该方法利用加权lq范数(0<q≤1)做为目标函数,并通过迭代优化估计目标的距离、角度及幅度信息。实验显示(图3),除了获得了21个目标准确的距离和角度信息外,也获得了目标的幅度信息。

(a) 加权q范数最小化方法三维显示

(b) 加权q范数最小化方法二维显示

图3 21个目标时基于稀疏迭代方法估计结果


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