双边带频率分集阵列雷达系统的制作方法

本实用新型涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种双边带频率分集阵列雷达系统。

背景技术：

雷达目标检测技术在军事和民用领域都有广泛的应用需求。相控阵被广泛应用于雷达目标定位，但由于其波束方向图只与角度有关，无法从其波束方向图中直接提取目标距离信息，也无法有效抑制距离依赖的干扰和杂波。

频率分集阵列(frequency diverse array,FDA)同时依赖于距离和角度的波束方向图，使其成为近几年国内外学者研究的热点。但由于其固有的距离、角度耦合，无法直接从其波束图中提取距离和角度信息。此外，目前实现频率分集阵列雷达目标探测主要是通过采用多个不同频率偏置的FDA子阵或FDA与相控阵联合收发等方法，不易用于实际场景且较难实现。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有频率分集阵列无法直接提取目标的距离和角度信息，且不易用于实际场景和较难实现的问题，提供一种双边带频率分集阵列雷达系统。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

双边带频率分集阵列雷达系统，由N个呈等间距线性排列的阵元构成，其中N为正整数；每个阵元包括发射部分和接收部分；其中

发射部分包括调制信号生成器、双边带调制器和发射天线；调制信号生成器的输出端与双边带调制器的输入端相连，双边带调制器的输出端连接发射天线；

接收部分包括接收天线、滤波器组和定位解算单元；滤波器组由2个通过频率不同的窄带滤波器组成；接收天线同时连接这2个窄带滤波器的输入端，2个窄带滤波器的输出端同时与定位解算单元的输入端连接。

上述方案中，优选的是每个阵元的双边带调制器主要由乘法器构成；乘法器的一个输入端与调制信号生成器连接，乘法器的另一个输入端接入载波信号。

进一步的，上述方案中，优选的是每个阵元的双边带调制器所接入的载波信号均相同。

上述方案中，优选的是每个阵元的发射部分还进一步包括幅值归一化调整单元，该幅值归一化调整单元串接在双边带调制器和发射天线之间，即幅值归一化调整单元的输入端与双边带调制器的输出端连接，幅值归一化调整单元的输出端与发射天线连接。

上述方案中，优选的是第n个阵元的2个窄带滤波器的通过频率分别为f₀-nΔf和f₀+nΔf；其中n＝1,2,…,N，N为阵元的个数，f₀为阵列载波频率，Δf为偏置频率。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、本实用新型可以在发射单个频率偏置信号的情况下就能获取远程目标的角度和距离信息。

2、进一步的，本发明能够完成单个目标的单频率偏置信号定位。

3、本实用新型的目标定位方法的发射信号中不需要载波直流信息，有效地节约发射功率。

4、本实用新型的发射波形中不包含载频分量，可以有效地提高抗干扰和抗截获的能力。

附图说明

图1为双边带频率分集阵列雷达系统的发射部分的原理示意图。

图2为双边带调制器的原理示意图。

图3为双边带频率分集阵列雷达系统的接收部分的原理示意图。

图4是上边带-下边带联合估计图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明：

双边带频率分集阵列雷达系统，如图1所示，由N个呈等间距线性排列的阵元构成，其中N为正整数。阵元与阵元间的间隔为d，其中d一般为发射信号的1/2波长，每个阵元包括发射部分和接收部分。

发射部分包括调制信号生成器、双边带调制器、幅值归一化调整单元和发射天线；调制信号生成器的输出端与双边带调制器的输入端相连，调制信号生成器经过调制输出频率不同的正弦信号x_n(t)＝cos(2πnΔft)，其中n＝1,2…,N。每个阵元的双边带调制器主要由乘法器构成；乘法器的一个输入端与调制信号生成器连接，乘法器的另一个输入端接入载波信号，其中载波信号为cos(2πf₀t)，f₀为阵列载波频率，t为时间。每个阵元的双边带调制器把调制信号生成器输出的频率不同的正弦信号与载波信号相乘后得到已调信号。由于幅值归一化调整单元串接在双边带调制器和发射天线之间，因此已调信号经过幅值归一化调整单元后，再由发射天线把已调信号发射出去，如图1、2所示。

接收部分包括接收天线、滤波器组和定位解算单元；滤波器组由2个通过频率不同的窄带滤波器组成；接收天线同时连接这2个窄带滤波器的输入端，2个窄带滤波器的输出端同时与定位解算单元的输入端连接。第n个阵元的2个窄带滤波器的通过频率分别为f₀-nΔf和f₀+nΔf；其中n＝1,2,…,N，N为阵元的个数，f₀为阵列载波频率，Δf为偏置频率。回波信号由接收天线进行接收，并经过N个阵元的接收天线滤波器组进行滤波得到上边带信号和下边带信号；接收天线定位解算单元对所有下边带信号和上边带信号分别进行相干检波和叠加处理得到下边带回波响应和上边带回波响应，如图3所示。

图4为所述双边带频率分集阵列目标定位方法仿真图，仿真参数为：N＝30，f₀＝10G，Δf＝100K，d＝λ₀/2,目标点坐标为(0°,10km)。图中幅度最大值处的坐标为(0°,10km)，与目标点坐标符合。图中还存在两条幅度在30左右的曲线，其中斜率为正的曲线是各阵元接收到的上边带信号相干叠加后的幅度最大值，其对应的坐标为上边带角度-距离的估计值集合；斜率为负的曲线是各阵元接收到的下边带信号相干叠加后的幅度最大值，其对应的坐标为下边带角度-距离的估计值集合；图中幅度最大处是两条曲线的交点处，其对应的坐标为目标点的角度-距离值。