Метод пространственно-временного кодирования сигналов в антенной решетке миллиметрового радара

摘要

Постановка проблемы. Применение популярной в настоящее время технологии multiple-input multiple-output (MIMO) при построении антенн для радиолокационных систем сталкивается с рядом проблем. В частности, ограничение возможности применения временного и частотного разделения сигналов в радарных системах, в которых критическими факторами являются дальность обнаружения цели, время обзора, разрешающая способность по временной задержке, определяет кодовое разделение как основной подход к формированию набора ортогональных сигналов передатчика. В классическом представлении при применении последовательностей Уолша и Фурье в двумерном спектре сигнала, отраженного от объекта, формируются несколько максимумов, приводящих к неоднозначности определения частоты Доплера. Цель. Разработать метод пространственного кодирования в радаре с антенной решеткой, позволяющий обеспечить пространственное разделение ортогональных сигналов и их раздельный прием в лучах приемной антенной решетки, чем достигается однозначность при измерении частоты Доплера во всем диапазоне частот, который определяется величиной, обратной длительности периода перестройки частоты. Результаты. Разработан метод кодирования сигналов в антенной решетке, базирующийся на одновременном излучении набора ортогональных сигналов разнесенными передающими антеннами и пространственной селекции луча диаграммы направленности (ДН) передающей антенны лучом ДН приемной антенны. Для построенной модели антенной решетки описанным методом получена ДН, основные характеристики которой совпадают с ДН виртуальной приемной антенны, формируемой при использовании классического MIMO-подхода. Практическая значимость. Предложенный метод может быть использован при разработке отечественных радаров для транспортных средств и систем, в частности, автомобильных радаров, что в последнее время набирает все большую актуальность.