5、雷达技术中的虚拟阵列、天线设计与波形应用

雷达技术中的虚拟阵列、天线设计与波形应用

1. 虚拟阵列提升角分辨率

1.1 MIMO雷达分类与虚拟阵列概念

MIMO雷达主要分为两类，第一类是多基地雷达，常被称为统计MIMO雷达；第二类是相干MIMO雷达，本文重点关注相干MIMO雷达。相干MIMO雷达信号处理的一个重要优势是能够通过形成虚拟阵列来提高物理天线阵列的角分辨率。

虚拟阵列可由准单基地MIMO雷达创建，其发射和接收阵列位置相近。为更好理解虚拟阵列概念，先来看传统相控阵雷达的双向方向图，它是发射阵列方向图和接收阵列方向图的乘积。

以下是一个77 GHz毫米波雷达的示例，发射阵列为2个元素，接收阵列为4个元素：

fc = 77e9;
c = 3e8;
lambda = c/fc;
Nt = 2;
Nr = 4;

若两个阵列的元素间距均为半波长（全阵列），双向方向图接近接收阵列方向图：

dt = lambda/2;
dr = lambda/2;
txarray = phased.ULA(Nt,dt);
rxarray = phased.ULA(Nr,dr);
ang = -90:90;
pattx = pattern(txarray,fc,ang,0,'Type','powerdb');
patrx = pattern(rxarray,fc,ang,0,'Type','powerdb');
pat2way = pattx+patrx;
helperPlotMultipledBPattern(ang,[