吳若增 徐錦程 蘭 昊

（1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 合肥 230088）（2.中國(guó)人民解放軍32035部隊(duì) 西安 710600）

1 引言

隨著電子對(duì)抗技術(shù)廣泛應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景，低截獲設(shè)計(jì)成為雷達(dá)主要考慮因素之一［1］。為了對(duì)抗敵方干擾偵查設(shè)備，提高雷達(dá)生存概率，同時(shí)消除方向估計(jì)帶來(lái)的誤差，需要在敵方干擾偵查設(shè)備方向上形成寬零陷，使雷達(dá)在其方向上發(fā)射功率幾乎為零［2～3］，避免被敵方偵查截獲。

目前許多雷達(dá)采用寬帶發(fā)射信號(hào)，因此本文采用頻域處理方式［4～5］，將雷達(dá)工作帶寬劃分為多個(gè)頻帶，通過(guò)構(gòu)建聚焦矩陣［6］，使不同頻帶數(shù)據(jù)聚焦到雷達(dá)中頻上，接著在中頻應(yīng)用窄帶發(fā)射波束零陷展寬算法，最后通過(guò)頻域數(shù)據(jù)加權(quán)再經(jīng)IDFT轉(zhuǎn)換為時(shí)域數(shù)據(jù)，使雷達(dá)發(fā)射波束在置零方向上形成寬零陷。

2 信號(hào)建模

雷達(dá)寬帶信號(hào)可以表示成一系列頻率相鄰的窄帶信號(hào)之和。假設(shè)寬帶信號(hào)s(t)是由J個(gè)窄帶信號(hào)疊加而成［7］，即表示為

其中sfm()t是以 fm為中心頻率的窄帶信號(hào)。陣列輸出可以表示為

假設(shè)陣元數(shù)為M的均勻線(xiàn)性陣列，有D（M≥D≥1）個(gè)發(fā)射信號(hào)s1(t),s2(t),…,sD(t)，方向分別為θ1,θ2,…,θD，則第m個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)表達(dá)式為

3 算法流程

將各個(gè)子頻帶聚焦到中心頻率后，在中心頻率應(yīng)用窄帶發(fā)射波束零陷展寬算法求出權(quán)向量，從而得到發(fā)射波束圖。

采用Mailloux方法完成窄帶發(fā)射波束零陷展寬［11～12］，假設(shè)期望方向 θ0，有 P 個(gè)置零方向θi,i=1,…,P，陣列數(shù)據(jù)矩陣表達(dá)式為

構(gòu)造矩陣T對(duì)Rr進(jìn)行拓展，即令

式中“?”表示Hadamard乘法。Mailloux方法矩陣T為

式中L表示為虛擬置零點(diǎn)的數(shù)量，δ表示為虛擬置零點(diǎn)在sinθ域的間隔，假設(shè)零陷在sinθ的寬度為W ，則

綜上，基于頻域處理的寬帶發(fā)射波束零陷展寬最佳權(quán)向量的表達(dá)式為

4 仿真分析

假設(shè)一個(gè)均勻線(xiàn)陣，陣元數(shù)為20，陣元間距為信號(hào)中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的一半。設(shè)定信號(hào)中心頻率為 f0=1.3GHz，信號(hào)帶寬B=100MHz，期望方向在0°，置零角度為-30°。FFT變換點(diǎn)數(shù)為200。

由圖11可知，基于頻域處理的寬帶發(fā)射波束零陷展寬算法形成的寬帶發(fā)射波束圖零陷深度約-50dB，期望方向與置零方向在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)幾乎無(wú)偏移，基本無(wú)頻偏影響。

圖1 寬帶發(fā)射波束零陷展寬波束圖（零陷寬度為4°）

零陷寬度為8°條件下，當(dāng)存在30°和-30°兩個(gè)置零點(diǎn)時(shí)，其寬帶發(fā)射波束圖如圖2所示。

圖2 寬帶發(fā)射波束零陷展寬波束圖（置零方向30°和-30°）

在多個(gè)置零點(diǎn)情況下加寬零陷寬度，零陷深度約為-55dB，期望方向與置零方向在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)幾乎無(wú)偏移，體現(xiàn)出一定的算法穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)構(gòu)建聚焦矩陣，將分解成不同頻段的導(dǎo)向矢量矩陣聚焦到中心頻率上，在中心頻率應(yīng)用窄帶發(fā)射波束零陷展寬算法得到權(quán)向量，實(shí)現(xiàn)寬帶發(fā)射波束零陷展寬。這種方法形成的零陷較深，期望方向與置零方向在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)幾乎無(wú)偏移，體現(xiàn)出一定的算法穩(wěn)定性，在復(fù)雜的電子對(duì)抗場(chǎng)景中具有一定的優(yōu)勢(shì)。