基于运动平台的稀布阵雷达关键技术研究.doc

基于运动平台的稀布阵雷达关键技术研究相对于均匀阵来说,稀布阵在相同阵元数目的情况下,可以获得更大的阵列孔径,具有更高的测向精度;其阵元随机布局,间距不再局限于半个波长,阵元间的耦合效应会大大减弱。基于这些优势,稀布阵雷达得到了广泛应用。柔性稀布阵雷达中,每个节点可以独立工作,也可以协同工作,具有更高的探测自由度以及更好的探测性能,小卫星编队雷达是该体制的典型应用。本文主要研究柔性稀布阵雷达的阵列优化、节点间回波信号压缩传输以及阵列误差校正。主要工作如下:1)研究提高运动平台稀布阵阵列优化算法效率,以遗传算法为例,针对初始种群中个体之间相似度较高,种群多样性较差,以及迭代中后期容易陷入局部收敛等问题,提出了一种非线性改变交叉、变异概率的自适应遗传算法,通过改变交叉、变异的操作顺序及概率,加快优化速度,同时避免陷入局部最优。对比实验验证该算法在收敛速度及收敛概率方面有明显的提高。2)对于工作在MIMO模式下的柔性稀布阵雷达,各节点之间需要进行回波信号传输。由于传输信道带宽有限,通过分析柔性稀布阵雷达的主要参数及节点间的传输指标,提出了一种基于压缩感知的回波信号压缩传输方式。利用载频不同的多个窄带线性调频信号叠加后的信号在分数阶傅里叶变换域内呈现稀疏性这一特性,实现了发射不同载频的正交线性调频信号的稀布阵雷达节点间回波信号的压缩传输。通过仿真实验,在压缩比为10:1的情况下,能较好地完成回波信号的压缩传输及恢复。3)柔性稀布阵雷达中各节点之间存在通道幅相误差,每个节点自身存在位置误差,这些误差会导致雷达探测性能的下降。由于各阵元平台间的运动,其阵列误差校正与固定平台阵列误差校正的基本条件发生了根本的变化。结合超宽带(UWB)无线定位技术,提出了一种针对柔性稀布阵雷达的阵列误差校正方案,通过指标分析及仿真试验,验证了该方案的可行性。