افزایش قابلیت ضد جنگ الکترونیک رادارهای چندگانگی فرکانسِ چند ورودی- چند خروجی با تخصیص فرکانس تصادفی به عناصر آرایه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد ، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران ، ایران

2 استادیار ، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران ، ایران

چکیده

طراحی رادار با استفاده از تکنیک FDA به‌صورت پایه‌ای رادار را در مقابل روش‌های شناخته‌شده ECM مقاوم می‌کند و توان ECCM را افزایش می‌دهد. در این پژوهش ابتدا به بیان تکنیک‌های ECCM پرداخته می‌شود. در ادامه تاریخچه‌ای از موضوع، مورد مطالعه قرار گرفته است و بررسی می‌شود که رادارهای آرایه فازی و آرایه فرکانسی دارای چه مزایایی هستند و علت رفتن به سمت رادارهای FDA این است که رادار مذکور علاوه بر وابستگی به زاویه، به فاصله نیز وابسته است. به منظور بهبود ایده‌ی استفاده از رادارهای FDA، به بیان رادارهای FDA-MIMO پرداخته شد و با توجه به مدل‌سازی و نتایج شبیه‌سازی به دست آمده مشخص شد که سطح گلبرگ‌های جانبی در روش FDA-MIMO نسبت به روش FDA کاهش یافته (نزدیک به 20 dB) و این مزیت به این معنی است که ورود سیگنال‌های مزاحم از زوایای مربوط به گلبرگ‌های جانبی تا حد قابل ملاحظه‌ای با تضعیف روبرو می‌شود، از طرفی به عنوان مزیت دوم، بیم اصلی نسبت به رادار FDA تیزتر می‌گردد (در رادار FDA پهنای بیم اصلی حدود 11 درجه است در حالی که در MIMO-FDA حدود 4 درجه). ایده‌ی اصلی این مقاله، استفاده از تغییرات فرکانس هر المان نسبت به المان قبلی به صورت تصادفی در روش FDA-MIMO است، نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی نسبت به روش FDA و MIMO-FDA خطی، دارای بیم اصلی تیزتری است (حدود 5.2 درجه)، در واقع دقت تفکیک اهداف افزایش یافته است و به عنوان برتری دوم، دارای سطح گلبرگ جانبی پایین‌تری است (حدود 20 dB پایین‌تر از حالت خطی).

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Increasing the anti-electronic warfare capability of multiple-input-multiple-output frequency multiplex radars by assigning random frequencies to array elements

نویسندگان [English]

  • Meysam Bayanvandi 1
  • Mansour nejati jahromi 2
1 Master student, Shahid Sattari University of Aeronautical Sciences and Technology, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Shahid Sattari University of Aviation Sciences and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The radar design, using the FDA technique, basically resists the well-known ECM methods and increases the power of the ECCM. In this research, ECCM techniques are first discussed. The following is a history of the subject, and it is examined that what are the advantages of phased array radars and frequency arrays and the reason for going to the FDA radars is that the radar is dependent on the distance, in addition to its dependence on the angle. In order to improve the idea of using FDA radars, the FDA-MIMO radars were discussed and according to the modeling and simulation results, it was found that the level of the side lobes in FDA-MIMO method decreased (close to 20 dB) compared with the FDA method, and this advantage means that the arrival of disturbing signals from the angles of side lobes is significantly weakened. On the other hand, as a second advantage, the main beam is sharper than the FDA radar (in the FDA radar, the main beam width is about 11 degrees while in the MIMO-FDA is about 4 degrees). The main idea of this thesis is to use the frequency variation of each element in comparison to the previous element in a randomized manner in the FDA-MIMO method. The results show that the proposed method is sharper than the FDA and linear MIMO-FDA method (about 2.5 degrees), in fact, the accuracy of the resolution of the targets has increased and as a second advantage, it has a lower side lobes level (about 20dB below the linear state).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Radar Design"
  • PAR"
  • FDA"
  • FDA-MIMO Radar"
  • "
  • Random frequency allocation"

Smiley face

مراجع

[1] S.B. Jafari, M. Bayat, and K. Rashidi, “Electronic defense and attack”, Aja Air Defense Academy Press, vol. 1, 2012, (In Persian)
[2] Q. Wu, Y. Cheng, X. Li, H. Wang, and Y. Qin, Y, “Beam synthesis and target detection based on aperture coding metasurface” In Progress in Electromagnetics Research Symposium-Fall (PIERS-FALL), pp. 2290-2298, 2017.
[3] C. Fulton, M. Yeary, D. Thompson, J. Lake, and A. Mitchell, “Digital phased arrays: Challenges and opportunities” Proceedings of the IEEE, vol. 104, no. 3, 487-503, 2016.
[4] F. Neri, “Introduction to electronic defense systems”. SciTech Publishing, 2006.
[5] Z. Wang, Y. Wang, K. Duan, W. Xie, “Subspace-augmented clutter suppression technique for STAP radar” IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 13, no. 3, pp. 462-466, 2016.
[6] W.Q. Wang, H. Shao, J. Cai, “Range-angle-dependent beamforming by frequency diverse array antenna” International journal of antennas and propagation, 10 pages, 2012.
[7] L. Lan, G. Liao, J. Xu, Y. Zhang, and F. Fioranelli, “Suppression Approach to Main-Beam Deceptive Jamming in MIMO Radar Using Nonhomogeneous Sample Detection” IEEE Access, vol. 6, pp. 34582-34597, 2018.
[8] Y. Zhao, F. Gini, M. Greco, and B. Tang, “Radar based on phase-aid distributed compressive sensing” Signal, Image and Video Processing, vol. 12, no. 8, pp.1497-1504, 2018.
[9] Y. Liu, L. Xiao, X. Wang, and A. Nehorai, “On Clutter Ranks of Frequency Diverse Radar Waveforms” arXiv preprint arXiv:1603.08189, 2016.
[10] A. Abdalla, W.Q. Wang, Z. Yuan, S. Mohamed, T. Bin, “Subarray-based radar to counteract deceptive signals” EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, vol. 2016, no. 1, 2016.
[11] A. Farina, and L. Timmoneri, “Live data test of Electronic Counter Counter Measures on a multifunctional prototype radar” In Metrology for Aerospace (MetroAeroSpace), pp. 1-5, 2016.
[12] T. Bin, Z. Yuan, C. Tianyi, R. Zhi, T. Juan, and X. Ying, “Advances and Perspectives in Radar Techniques of Active Jamming” Journal of Data Acquisition and Processing, vol. 4, 001, 2016.
[13] A. Abdalla, Z. Yuan, M. Ramadan, and T. Bin, “An improved radar method based on orthogonal pulse block and Parallel matching filter. Journal of Communications, vol. 10, no. 8, pp. 610-614., 2015.
[14] J. Xu, G. Liao, S. Zhu, and H.C. So, “Deceptive jamming suppression with frequency diverse MIMO radar. Signal Processing, vol. 113, pp. 9-17, 2015.
[15] Z. Yuan, S.N. Longdon, J.C. Bore, and T. Bin, “A study of techniques and their performance” In IEEE International Conference on Signal Processing, Communications and Computing (ICSPCC), pp. 1-6, 2015.
[16] A. Abdalla, H. Abdalla, M. Ramadan, S. Mohamed, T. Bin, T, “Overview of frequency diverse array in radar ECCM applications” In International Conference on Communication, Control, Computing and Electronics Engineering (ICCCCEE), pp. 1-9, 2017.
[17] W.Q. Wang, “Frequency diverse array antenna: new opportunities” IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 57, no. 2, 145-152, 2015.
[18] A. Hassanien, S.A. Vorobyov, “Phased-MIMO radar: A tradeoff between phased-array and MIMO radars,” IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 58, no. 9, pp. 3137-3151, 2010.
[19] W.Q. Wang “Phased-MIMO radar with frequency diversity for range-dependent beamforming,” IEEE Sensors journal, vol. 13, no. 4, pp. 1320-1328, 2013.
[20] P. Antonik, M.C. Wicks, H.D. Griffiths, C. J. Baker, “Frequency diverse array radars,” IEEE Conference on Radar, 2006.
[21] P. Antonik, M.C. Wicks, H.D. Griffiths, and C.J. Baker, “Range-dependent beamforming using element level waveform diversity. In International Waveform Diversity & Design Conference, pp. 1-6, 2006.
[22] P.F. Sammartino, C.J. Baker, and H.D. Griffiths, “Frequency diverse MIMO techniques for radar” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 49, no. 1, pp. 201-222, 2013.
[23] W.Q. Wang, “Mitigating range ambiguities in high-PRF SAR with OFDM waveform diversity” IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 10, no. 1, pp. 101-105, 2013.
[24] Y. Wang, W.Q. Wang, and H. Chen, “Linear frequency diverse array manifold geometry and ambiguity analysis” IEEE Sensors Journal, vol. 15, no. 2, pp. 984-993, 2015.
[25] A. Hassanien, S.A. Vorobyov, “Phased-MIMO radar: A tradeoff between phased-array and MIMO radars,” IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 58, no. 9, pp. 3137-3151, 2010.
[26] Y. Zhu, W. Yu, H. Sun, K. Li, and J. Luo, “Analysis of Key Technologies and Performances of Fire-Control Radar of Low Probability of Intercept” In International Conference on Man-Machine-Environment System Engineering, pp. 201-208, 2018.
[27] D. Cristallini, and I. Walterscheid, “Joint Monostatic and Bistatic STAP for improved SAR-GMTI capabilities” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 54, no. 3, pp. 1834-1848, 2015.
رادار
دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 28
شماره پیاپی 28، فصلنامه پاییز و زمستان
دی 1401

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 14 شهریور 1401
  • تاریخ بازنگری: 20 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش: 15 دی 1401
  • تاریخ انتشار: 01 بهمن 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار