【雷达通信】基于距离角度解耦法MIMO-OFDM雷达波束形成附matlab代码
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⛄ 内容介绍
雷达是现代兵器系统的关键传感器，能够全天时全天候远距离检测目标，这是其
它任何传感器都不具备的能力。随着现代兵器系统对雷达依赖的增加电子战
（Electronic Warfare, EW）的重要性日益凸显，电子支援措施（Electronic Support
Measure, ESM）系统是电子战的一个分支，电子支援措施系统的功能是截获雷达信号并分析截获到的数据来估计雷达的电子战性能。截获接收机如电子攻击（Electronic Attack, EA）、反辐射导弹（Anti Radiation Missiles, ARMs）、电子作战支援（ElectronicWarfare Support, ES）在现代战场对雷达构成严重的威胁。为了顺利执行目标检测、跟踪的任务同时隐藏自身不被攻击，现代雷达需要采取各种技术如功率管理、宽工作带宽、频率捷变、先进的波束扫描方式来对抗敌方截获接收机。这种类型的雷达被称为低截获概率雷达[1]。
实现低截获的方法分为两类，一，采用具有低截获性能的新体制雷达。二，采用
大时宽带宽积波形、波形捷变、频率捷变、功率管理、先进的波束扫描方式等。
本文从新体制雷达及其波形设计两方面来实现雷达的低截获性能，同时解决新体
制雷达带来的矛盾。新体制雷达包括 MIMO 雷达、OFDM 雷达、频率分集阵列雷达。MIMO 雷达采用多个发射阵元多个接收阵元，所有发射阵元发射的波形可以是相互正交的也可以是部分相关的，发射波形的相关程度越低，辐射能量在空域各个方向分布越均匀。当相关程度最小，即各阵元发射相互正交的波形时，辐射能量在空域各个方向分布相同，表现为发射波束图在各个方向的值相同。因为总的辐射能量一定，当在空域各个方向辐射能量相同时，也就是在空域各个方向辐射能量的最大值最小，这样有利于雷达实现低截获
⛄ 部分代码
% 信号模型推导的参考文献
% Range-Angle dependent transmit beampattern synthesis for
% linear frequency diverse arrays
% 论文 基于距离-角度解耦的波束形成 部分 载频未优化的发射波束
clear
clc
%% Given Variables Values %%
% theta = -90:90;
theta = -90:0.1:90;
% r = linspace(100e3,120e3,181);
r = linspace(100e3+13,100e3+27,1801);
% r = linspace(100e3+13,100e3+27,361);
deltaf = 30e6; % 发射波束的距离周期10米
M = 5;
f0 = 3e9;
c0 = 3e8;
lambda = c0/f0; % 基于距离补偿法的波束形成 接收阵元间距 参考阵元载频波长的一半
% lambda = c0/(f0+(M-1)*deltaf);
d = 0.5*lambda;
%% fig 2a
% 法二 按定义计算AF %
af = zeros(length(theta),length(r));
afhe = zeros(length(theta),length(r));
for m = 1:M
for ii = 1:length(theta)
for jj = 1:length(r)
af(ii,jj) = exp(-1i*(2*pi*f0*(m-1)*d*sind(theta(ii))+2*pi*(m-1)^2*deltaf*d*sind(theta(ii))-2*pi*(m-1)*deltaf*r(jj))/c0);
end
end
afhe = af+afhe;
end
afhe = abs(afhe);
afhe = afhe/max(max(afhe));
% figure
% mesh(r*1e-3,theta,afhe)
% axis tight
% % xlabel('Slant range')
% % ylabel('Incidence angle[deg.]')
% % zlabel('transmit beampattern')
% xlabel('斜距[km]')
% ylabel('入射角[^o]')
% zlabel('归一化发射波束图')
figure
imagesc(r*1e-3,theta,afhe)
axis tight
xlabel('斜距[km]')
ylabel('入射角[^o]')
zlabel('归一化发射波束图')
colorbar('Ticks',[0.2,0.4,0.6,0.8,1])
⛄ 运行结果
⛄ 参考文献
[1]刘兰喜. MIMO-OFDM雷达正交波形波束形成方法研究[D]. 西安电子科技大学.
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