НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o343.pdf (1518.25Кб)

УДК 621.396.96

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В MIMO РЛС обычно используют широко направленные антенны приемных и передающих элементов (позиций) при излучении ими взаимно ортогональных сигналов. Принципы MIMO радиолокации в общем случае применимы и при узконаправленных антеннах. При малом разносе позиций применение узконаправленных и синхронно сканирующих антенн обеспечивает новые преимущества MIMO РЛС. К ним относятся увеличение потенциала и дальности обнаружения и простота синхронного обзора пространства узким эквивалентным пространственным лучом.
Для MIMO РЛС с узкими диаграммами направленности характерно наличие дифракционной картины в пределах эквивалентного луча сканирования, состоящей из большого числа интенсивных побочных лепестков. Структура дифракционной картины и ширина лепестков зависят от межэлементных расстояний (баз) и положения позиций MIMO РЛС, а угловая ширина дифракционной картины равна ширине одинаковых диаграмм направленности на позициях. Для снятия угловой неоднозначности потребуются специальные меры по снижению уровня побочных лепестков. Данная работа посвящена оценке степени снижения уровня побочных лепестков за счет применения многополосных многочастотных сигналов с неперекрывающимися полосами групп многочастотных компонент при двух вариантах совместной обработки между группами частотных компонент – аддитивной и мультипликативной.
Для варианта MIMO РЛС из 5-и приемных и 5-и передающих позиций с узкими диаграммами направленности и пятичастотным сигналом в полосе 1,6 МГц показано, что увеличение начальной частоты спектра на 10% приводит к тому, что максимумы дифракционных лепестков на увеличенной частоте совпадают с провалами в дифракционной картине луча на исходной частоте. Это явилось основой применения многополосных сигналов при подавлении дифракционных лепестков в MIMO РЛС. В варианте MIMO РЛС с двухполосным пятичастотным сигналом и расстройкой начальных частот полос 10% показано, что аддитивная обработка дает подавление дифракционных лепестков  3,0… 3,5 дБ по сравнению со случаем однополосного сигнала. Увеличение разноса полос до 20% приводит к дальнейшему снижению дифракционных лепестков до  6 дБ по сравнению с однополосным сигналом. При мультипликативной обработке установлено, что для двухполосного сигнала степень подавления дифракционных лепестков составила  16 дБ, что на 12 дБ лучше подавления при аддитивной обработке. В случае трехполосного сигнала подавление увеличивается еще на 4...5 дБ, а расширение относительной полосы до 20% позволяет при трехполосном сигнале увеличить подавление дифракционных лепестков до  26 дБ.
Проведенное исследование говорит о перспективности применения многополосных многочастотных пространственно-временных сигналов в MIMO РЛС с узкими диаграммами позиций в интересах эффективного подавления побочных дифракционных лепестков в пределах эквивалентного пространственного луча сканирования.