[发明专利]基于子带分解的宽带子阵自适应波束形成方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种宽带相控阵雷达的自适应波束形成方法，可用于宽带子阵自适应波束形成，实现自适应的抑制宽带干扰信号，并减少设备量和运算量，易于工程实现。

背景技术

随着雷达技术的发展，对雷达的要求已不仅仅局限于目标的位置参数探测，还要给出目标的属性和目标的细微特征，目标识别和成像功能要求雷达具有大的信号带宽。另外，阵列雷达具有灵活控制的波束、高的信号增益、强的干扰抑制能力及角度高分辨等优点而被广泛使用。宽带阵列雷达结合宽带雷达和阵列雷达的优点，进一步增强了雷达的功能。多功能相控阵成像雷达是现代雷达发展的一个重要方向。

宽带相控阵雷达的主要技术难点在于波束形成方法。宽带相控阵波束形成的基本方法是空时二维处理，其加权系数不仅与方向有关，还与频率有关，远远大于常规的只控相位法的权系数，尤其当瞬时工作带宽很宽且阵列孔径很大的时候，采用上述方法运算量是非常大的。目前，用于宽带大扫描角相控阵雷达波束形成的主要方法是采用模拟延时单元来对包络进行对齐。但模拟延时单元是阵列中最昂贵的部分，且提供的延时是量化的，量化误差会使得输出信噪比下降和距离分辨率降低，影响目标成像质量；模拟延时单元体积庞大，这给组装带来了困难。因此，寻找数字波束形成(DBF)方法是宽带相控阵雷达功能实现的主要解决方法。但是DBF算法计算量较大，难以在瞬时宽带信号条件下使用，其原因也是设备量大和相应的成本增加等问题。如何得到简单有效的DBF方法是宽带阵列数字化的前提。当存在宽带旁瓣干扰时，目标淹没在干扰里，无法进行检测和识别。所以，在宽带有源干扰情况下自适应波束形成也是必须解决的问题。通常可采用抽头延时线及划分为子带方法对宽带干扰进行对消，但抽头延时线方法硬件耗费十分巨大，计算非常复杂。使用多速率滤波器划分为子带可以在数字域处理，但大型阵列的子带划分带来的运算量增加是难以承受的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于子带分解的宽带子阵自适应波束形成方法，实现自适应的抑制宽带干扰信号，并减少设备量和运算量，易于工程实现。

实现本发明目的的技术思路是：采用数字技术消除模拟延时单元带来的问题，把子带分解和划分子阵处理结合起来，其实现步骤包括如下：

(1)在宽带相控阵雷达中，设相控阵阵列为一个等距离线阵，阵元间距为d，阵元数为N，划分为L个子阵，每个子阵阵元数分别为P_n个，其中n＝1，…，L；

(2)将上述子阵通过移相器微波合成对准所在波束指向，获得经过合成后的数据Y(t)：

Y(t)＝TX(t)，

其中X(t)＝[x₁(t)，…，x_N(t)]^T为阵列接收数据，[]^T为向量转秩操作，x_i(t)为第i个阵元接收数据，其中i＝1，…N，T为如下矩阵：