頻控陣陣列參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其目標(biāo)定位研究.pdf

1、相控陣已經(jīng)廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代通信、雷達(dá)和導(dǎo)航等系統(tǒng)中。不同于相控陣，頻控陣相鄰陣元的載波頻率存在較小的頻率增量，因此頻控陣波束具有距離依賴性，可以抑制距離依賴性干擾和雜波，提高檢測(cè)性能。針對(duì)頻控陣的研究，本文的主要工作和貢獻(xiàn)可歸納為：
　　(1)推導(dǎo)了頻控陣?yán)走_(dá)目標(biāo)單脈沖和多脈沖檢測(cè)性能。
　　論文推導(dǎo)了頻控陣?yán)走_(dá)、相控陣?yán)走_(dá)和分布式MIMO雷達(dá)似然比檢測(cè)器輸出的表達(dá)式，并比較分析其檢測(cè)性能。在恒虛警檢測(cè)下，計(jì)算最優(yōu)檢測(cè)器的累積

2、分布函數(shù)；針對(duì)快起伏目標(biāo)檢測(cè)，討論多脈沖條件下頻控陣?yán)走_(dá)的檢測(cè)性能。在低信噪比下，頻控陣?yán)走_(dá)表現(xiàn)更好的目標(biāo)檢測(cè)性能，而且隨著陣元數(shù)的增加檢測(cè)性能提高。
　　(2)推導(dǎo)了頻控陣?yán)走_(dá)對(duì)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的理論性能，提出一種子孔徑陣列設(shè)計(jì)方法。
　　針對(duì)匹配濾波前和匹配濾波后兩種信號(hào)模型，推導(dǎo)了角度、距離和速度的克拉美-羅下界（CRLB）。由于頻控陣波束在距離和角度上存在耦合，本文提出一種子孔徑-頻控陣的陣列結(jié)構(gòu)，此陣列結(jié)構(gòu)是將線性陣列

3、劃分為兩個(gè)子陣，并且每一個(gè)子陣設(shè)置不同的頻率增量。在高斯白噪聲下應(yīng)用線性調(diào)頻波仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明頻控陣比相控陣有更好的參數(shù)估計(jì)性能。
　　(3)提出一種基于最小化目標(biāo)參數(shù)估計(jì)CRLB的最優(yōu)子陣列設(shè)計(jì)方法。
　　論文首先推導(dǎo)了子孔徑-頻控陣?yán)走_(dá)目標(biāo)角度和距離聯(lián)合估計(jì)的克拉美-羅界，針對(duì)子陣列數(shù)目和子陣列頻率增量已知的問(wèn)題，提出一種以最小化CRLB為準(zhǔn)則的陣列設(shè)計(jì)方法；進(jìn)而利用罰函數(shù)法將這種約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束的最小化問(wèn)

4、題，然后采用Nelder-Mead算法求解最小化參數(shù)估計(jì)CRLB的陣列設(shè)計(jì)問(wèn)題。
　　(4)利用微分幾何分析了頻控陣的陣列流形幾何和模糊特性，并且提出一種求解頻控陣測(cè)向模糊的增強(qiáng)算法。
　　針對(duì)相同功率的目標(biāo)源，用陣列流形曲線長(zhǎng)度和一階曲率表示頻控陣?yán)走_(dá)的檢測(cè)和分辨閾值，進(jìn)而分析基于均勻劃分陣列流形曲線的模糊生成集。在相同條件下，頻控陣比相控陣有更好的目標(biāo)檢測(cè)和分辨性能。由于頻控陣波束的距離依賴性，一些對(duì)于相控陣線性相關(guān)的模