一种设定 fda 雷达的频率差的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及FDA雷达技术领域，尤其涉及一种设定FDA雷达的频率差的方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 频率分级阵列雷达（FDA，Frequency Diverse Radar)在同一时间对不同的阵元施 加了不同的频率差，即：每个阵元发射出去的信号频率不相同。这些发射出去的信号在空间 上相互叠加，会使FDA雷达波束在空间上呈现出某些距离角度位置上加强，其他距离角度 位置上减弱的特性。
[0003] 现有的FDA雷达的频率差通常是线性设定的，也就是说，通常会选取一个远小于 FDA雷达的中心频率f。的频率差Δ L，第一个阵元的发射信号的中心频率为f。，第n个阵元 的发射信号的中心频率为fD+(n_l) Δ圪。
[0004] 现有的一些技术文献研究了如何优化FDA雷达的发射信号。但是，还没有披露通 过调整频率差来优化FDA雷达发射信号的技术方案。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种设定FDA雷达的频率差的方法及装置，使得FDA雷达 的发射信号得到优化。
[0006] 本发明的一个实施例提供了一种设定FDA雷达的频率差的方法，包括：构建步骤： 根据FDA雷达的模糊函数构建包含有频率差的代价函数；以及搜索步骤：搜索频率差，将使 得代价函数最小的频率差设定为FDA雷达的频率差。
[0007] 本发明的另一个实施例提供了一种设定FDA雷达的频率差的装置，包括：构建模 块，用于根据FDA雷达的模糊函数构建包含有频率差的代价函数；以及搜索模块，用于搜索 频率差，将使得代价函数最小的频率差设定为FDA雷达的频率差。
【附图说明】
[0008] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字 之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附 图中：
[0009] 图1为本发明的设定FDA雷达的频率差的方法的一个实施例的流程图；
[0010] 图2为图1所示方法中的步骤101的一个实施例的流程图；
[0011] 图3为图1所示方法中的步骤102的一个实施例的流程图；
[0012] 图4为本发明的设定FDA雷达的频率差的装置一个实施例的示意性框图。
[0013] 在附图中，使用相同或类似的标号来指代相同或类似的元素。
【具体实施方式】
[0014] 现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和 描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范 围。
[0015] 参考图1，图1为本发明的设定FDA雷达的频率差的方法的一个实施例100的流程 图。图1所示的实施例100可以包含如下步骤101至102。
[0016] 步骤101是构建步骤：根据FDA雷达的模糊函数构建包含有频率差的代价函数。
[0017] 在本发明的一个实施例中，参考图2,步骤101可以包含如下子步骤201至203。
[0018] 子步骤201是第一积分计算步骤：计算模糊函数的P范数在预先设定的最小距离 角度范围内的第一积分。
[0019] 在本发明的一个实施例中，模糊函数可以用如下公式（1)来表示：
[0020]
[0021] 其中，M表示FDA雷达中的阵元总数，exp表示以自然对数e为底的指数函数，T。 表不一个固定的导向矢量时刻，τ表不延时，u表不多普勒频移，Θ表不第一方位角，r 表示第一距离，θ'表示第二方位角，r'表示第二距离，c。表示光速，f。表示中心频率， Λ匕表示第一频率差，Δ f 表示第二频率差。
：，其中，
，、*表示取共辄，fm= f ο+Δ fm，(J)m(t)表示第m个阵元的发射信号的包 络。
[0022] 相应的，上述的模糊函数的P范数在预先设定的较小距离角度范围内的第一积分 可以表示为：
[0023]
[0024] 其中，预先设定的较小距离角度范围是由r_< r < rmx且θ ηιη< θ < Θ nax所 限定的范围，r_表示较小距离范围中的距离最小值，表示较小距离范围中的距离最大 值，9_表示较小角度范围中的角度最小值，Θ _表示较小角度范围中的角度最大值。预 先设定的较小距离角度范围可以是需要干扰或跟踪的目标所在的区域范围。
[0025] 在本发明的一个实施例中，P范数中的P值可以等于1或者2。
[0026] 子步骤202是第二积分计算步骤：计算模糊函数的P范数在预先设定的较大距离 角度范围内的第二积分。
[0027] 在本发明的一个实施例中，模糊函数的P范数在预先设定的较大距离角度范围内 的第二积分可以表示为：
[0028]
[0029] 其中，预先设定的较大距离角度范围是由R_< r < Rniax且所限定的 范围，R_表示较大距离范围中的距离最小值，Rniax表示较大距离范围中的距离最大值。预 先设定的较大距离角度范围可以是FDA雷达能够干扰或跟踪的区域范围。
[0030] 在本发明的一个实施例中，预先设定的较小距离角度范围是完全被包含在较大距 离角度范围内的区域。
[0031] 子步骤203是比值计算步骤：将第一积分与第二积分的比值作为代价函数。
[0032] 在本发明的一个实施例中，代价函数可以用如下公式（2)来表示：
[0033]
[0034] 其中，C表示由各个阵元的频率差所组成的矩阵，即：频率差矩阵。
[0035] 步骤102是搜索步骤：搜索频率差，将使得代价函数最小的频率差设定为FDA雷达 的频率差。
[0036] 在本发明的一个实施例中，可以在预先设定的较小距离角度范围内，搜索多组频 率差，并根据这些频率差计算代价函数值，然后将代价函数值最小的频率差作为在该预先 设定的较小距离角度范围内最优的频率差。
[0037] 在本发明的一个实施例中，参考图3,步骤102可以包含如下子步骤301至308。
[0038] 子步骤301是频率差矩阵产生步骤：在预先设定的元素取值范围内，随机选取多 个互不相等的元素值以产生频率差矩阵并保存。
[0039] 在本发明的一个实施例中，频率差矩阵C中的每一个元素的初始值可以从预先设 定的范围{1，···，!(}中随机选取。在本发明的一个实施例中，选取时还可以使得频率差矩阵 中的任意两个元素的值均不相等。
[0040] 子步骤302是第一代价函数值计算步骤：根据保存的频率差矩阵计算第一代价函 数值。
[0041] 在本发明的一个实施例中，可以将保存的频率差矩阵C代入上述的公式（2)以计 算得到第一代价函数值F p (C)。
[0042] 需要说明的是，当第一次执行子步骤302时，保存的频率差矩阵指的是经由子步 骤301产生的初始的频率差矩阵。当非第一次执行子步骤302时，保存的频率差矩阵指的 是经由子步骤304或305保存下来的频率差矩阵。
[0043] 子步骤303是元素值更改步骤：更改保存的频率差矩阵中的任一元素值。
[0044] 在本发明的一个实施例中，可以在保存的频率差矩阵中随机地选择一个元素，并 从预先设定的范围{1，···，!(}中随机选取一个值。由于子步骤303可能会被多次循环执行， 矩阵中的某一个元素值也就有可能被不止一次地被修改，在本发明的一个实施例中，更改 后的元素值与该元素在之前任一次的值均不相同。
[0045] 子步骤304是第二代价函数值计算步骤：根据更改后的频率差矩阵计算第二代价 函数值。
[0046] 如果经过子步骤303更改以后的频率差矩阵用C'表示，则可以将C'代入上述的 公式（2)并计算得到第二代价函数值F p (C')。
[0047] 子步骤305是第一更新步骤：当第一代价函数值大于第二代价函数值时，将更改 后的频率差矩阵作为保存的频率差矩阵。
[0048] 当第一代价函数值大于第二代价函数值时，说明更改后的频率差C'是更为优化 的选择，则可以将更改后的频率差矩阵作为保存的频率差矩阵并舍弃原有的频率差矩阵C。
[0049] 子步骤306是第二更新步骤：当第一代价函数值小于第二代价函数值时，根据第 一代价函数值与第二代价函数值的差值和控制变量计算接受概率值并根据接受概率值将 更改后的频率差矩阵作为保存的频率差矩阵。
[0050] 当第一代价函数值小于第二代价函数值时，为了防止一直停留于局部极小点，可 以以一定的概率值决定是将更改后的频率差矩阵C'作为保存的频率差矩阵还是将更改前 的频率差矩阵C作为保存的频率差矩阵。具体来说，可以通过如下方法：首先根据第一代价 函数值与第二代价函数值的差值和控制变量计算接受概率值，具体来说，可以通过如下公 式来计算接受概率值：
[0051] p = exp(_AF