一种实用的共形阵波束形成方法

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一种实用的共形阵波束形成方法

作者：季承 刘俊

来源：《电子技术与软件工程》2015年第24期

摘 要随着数字阵列技术发展，用数字技术实现共形雷达已成发展趋势。常规的数字波束形成技术只能针对均匀平面阵处理。利用常规的数字波束合成算法对共形阵列进行处理，其方向图会出现恶化。文中针对共形阵列的特点，提出一种针对共形阵的数字波束形成算法，根据每个阵元的几何位置分别进行相位补偿。通过对圆弧形阵面的仿真，证明了该算法比常规波束形成算法可以获得更好的波束。

【关键词】共形阵列处理 数字波束形成 相控阵雷达 1 引言

阵列信号处理在雷达中具有广泛重要的应用。数字波束形成技术是阵列雷达中重要组成部分。窄带数字波束形成的研究已经有很长时间，很多技术在工程中也几经实现。但对于飞机、导弹、卫星等飞行器，其为了隐身和空气动力学需求，要求天线阵面与载体形状一致，即利用相控阵实现共形阵列处理。

目前共形阵的分析与综合典型方法有矩量法、有限元法以及时域有限差分技术等。但这些算法都有计算量大、运算复杂的缺点，不适合于工程应用。利用常规的相控阵波束形成方法实现共形阵，会由于阵元间相位补偿不彻底导致方向图恶化。

本文从工程实践出发，对常规数字波束形成进行改进，设计了一种新的方法实现共形阵列波束形成。有效的克服了其他算法运算量大和方向图恶化的缺点，具有很高的工程实用价值。 2 常规数字波束形成理论

常规的阵列系统数字波束形成流程如图1所示。该阵为一个N单元的线阵相控阵。其中每个天线之间间距为d，回波方向为。则每个阵元接收到的信号相差的距离为，各个阵元上接收到的信号表示为： （1）

为从回波信号，窄带情况下， （2） 其中为载频。