吳若增 徐錦程 蘭 昊

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

1 引言

隨著電子對抗技術廣泛應用于實戰(zhàn)場景，低截獲設計成為雷達主要考慮因素之一［1］。為了對抗敵方干擾偵查設備，提高雷達生存概率，同時消除方向估計帶來的誤差，需要在敵方干擾偵查設備方向上形成寬零陷，使雷達在其方向上發(fā)射功率幾乎為零［2～3］，避免被敵方偵查截獲。

目前許多雷達采用寬帶發(fā)射信號，因此本文采用頻域處理方式［4～5］，將雷達工作帶寬劃分為多個頻帶，通過構建聚焦矩陣［6］，使不同頻帶數據聚焦到雷達中頻上，接著在中頻應用窄帶發(fā)射波束零陷展寬算法，最后通過頻域數據加權再經IDFT轉換為時域數據，使雷達發(fā)射波束在置零方向上形成寬零陷。

2 信號建模

雷達寬帶信號可以表示成一系列頻率相鄰的窄帶信號之和。假設寬帶信號s(t)是由J個窄帶信號疊加而成［7］，即表示為

其中sfm()t是以 fm為中心頻率的窄帶信號。陣列輸出可以表示為

假設陣元數為M的均勻線性陣列，有D（M≥D≥1）個發(fā)射信號s1(t),s2(t),…,sD(t)，方向分別為θ1,θ2,…,θD，則第m個陣元的發(fā)射信號表達式為

3 算法流程

將各個子頻帶聚焦到中心頻率后，在中心頻率應用窄帶發(fā)射波束零陷展寬算法求出權向量，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］，假設期望方向 θ0，有 P 個置零方向θi,i=1,…,P，陣列數據矩陣表達式為

構造矩陣T對Rr進行拓展，即令

式中“?”表示Hadamard乘法。Mailloux方法矩陣T為

式中L表示為虛擬置零點的數量，δ表示為虛擬置零點在sinθ域的間隔，假設零陷在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向量的表達式為

4 仿真分析

假設一個均勻線陣，陣元數為20，陣元間距為信號中心頻率對應波長的一半。設定信號中心頻率為 f0=1.3GHz，信號帶寬B=100MHz，期望方向在0°，置零角度為-30°。FFT變換點數為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帶寬范圍內幾乎無偏移，基本無頻偏影響。

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，當存在30°和-30°兩個置零點時，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°）

在多個置零點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帶寬范圍內幾乎無偏移，體現出一定的算法穩(wěn)定性。

5 結語

通過構建聚焦矩陣，將分解成不同頻段的導向矢量矩陣聚焦到中心頻率上，在中心頻率應用窄帶發(fā)射波束零陷展寬算法得到權向量，實現寬帶發(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帶寬范圍內幾乎無偏移，體現出一定的算法穩(wěn)定性，在復雜的電子對抗場景中具有一定的優(yōu)勢。