双基地频率分集阵雷达距离模糊杂波抑制技术

FDA是由美国空军实验室、空间与导弹防御司令部以及美国海军实验室共同主持的波形分集技术研究计划的背景下提出的，来自多个国家的跟踪美国波形分集技术研究计划的相关科研人员，在FDA概念提出后相继开展了对其相关特性的分析与探索研究。机载频率分集阵（FDA）雷达具有重要的应用价值，能够解决模糊杂波的分离问题，极大的改善杂波抑制性能和目标检测能力。频率分集阵雷达结合双基地体制，可以充分发挥双基优势，克服电子干扰、超低空突防、反辐射导弹、隐身武器这“四大威胁”。FDA技术通过引入阵元载频间的微小增量，使空间频率相位增加了距离耦合的相位分量，使得角度距离维的波束指向随距离的变化而发生周期性的改变（图1），在距离域增加了额外的自由度，在双基地机载雷达距离模糊杂波抑制方面也具有优势。

（a）传统相控阵雷达角度-时间维方向图

（b）FDA雷达角度-时间维方向图

图1 发射方向图特性

目前在频率分集阵雷达技术的研究中，距离自由维的概念已经基本被人们所熟悉，进行了很多方面的应用尝试。西安电子科技大学朱圣棋教授等梳理了国内外关于频率分集阵列研究的历史、发展及其优于传统雷达特性的应用方向，分析了FDA-MIMO雷达距离模糊杂波抑制技术在双基地雷达系统中的应用潜力，给出了双基地FDA-MIMO雷达中的杂波功率分布特征分析，讨论FDA-MIMO雷达在抑制杂波方面的潜在优势，并通过仿真实验进行了论证分析。

图2给出了双基地FDA-MIMO雷达存在距离模糊情况下的功率谱分布，仿真结果可见，时间上模糊的杂波信号，在发射空间频率域具有明显的分离特性，验证了距离模糊杂波的可区分性。这一杂波的分离特性正是FDA-MIMO雷达所特有的距离维可控自由度带来的，目标/杂波的距离信息体现在发射导向矢量中。图3给出了杂波抑制性能分析结果，可见FDA-MIMO雷达能够有效抑制距离模糊杂波，获得更高的输出信噪比性能。

 (a) 传统MIMO雷达

(b) FDA-MIMO雷达

图2 双基地距离模糊杂波功率谱

图3 FDA-MIMO双基地雷达IF谱线对比图

该工作已经发表在《雷达学报》2018年第2期“MIMO双基地机载雷达距离模糊杂波抑制方法”中（王宇卓 朱圣棋 许京伟）。

该文分析了频率分集阵在双基雷达系统中的应用，讨论了双基地体制下的FDA-MIMO雷达距离模糊杂波抑制方法，通过理论分析与仿真验证，说明了双基地FDA-MIMO雷达在提高目标检测性能方面的优势。

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