基于子阵列的FDA（Frequency Domain Analysis）的增强型距离分辨率波束成形 王安毅（Anyi Wang）、 卢玉萌（Yumeng Lu）和 徐艳红（Yanhong Xu）

《Sensors》：Enhanced Range Resolution Beamforming for Subarray-Based FDA Anyi Wang, Yumeng Lu and Yanhong Xu

　　

摘要

为了解决频率多样性阵列（FDA）中的距离-角度耦合问题，提出了一种基于子阵列划分的波束成形方法，重点分析了均匀连续和非均匀不连续子阵列结构。基于建立的发射-接收信号模型，研究了在相同阵列孔径下的两种子阵列划分方法。在均匀连续子阵列结构中，当对每个子阵列应用不同的线性频率偏移（FO）时，主瓣宽度为4.35公里，峰值旁瓣电平（PSLL）为-7.25分贝。当应用非线性频率偏移时，主瓣宽度减小到2.76公里，PSLL降低到-9.64分贝。此外，通过采用非均匀不连续子阵列结构并结合非线性频率偏移，主瓣宽度进一步缩小到1.29公里，PSLL降低到-11.75分贝。仿真结果表明，在相同条件下，非均匀不连续子阵列结构显著提高了距离分辨率并有效抑制了旁瓣。基于上述结果，提出了一种结合蝙蝠算法（BA）和K-means++聚类算法的联合优化方法，以同时优化子阵列结构和元件幅度。最终，优化后的FDA主瓣宽度为1.18公里，PSLL为-12.32分贝。仿真结果证实了所提方法在提高距离分辨率和实现聚焦波束模式方面的有效性和潜力。