آرایه آنتن دارای چندگانگی فرکانس مبتنی بر تغییرفرکانس جابجایی بصورت تربیعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه مالک اشتر

2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر- دکتری مهندسی برق

چکیده

تحقیقات روی سیستمهای راداری نشان می‌دهد که بهره‌گیری از چندگانگی در فضا، فرکانس، زمان، قطبش و شکل‌موج می‌تواند باعث افزایش چابکی، انعطاف‌پذیری، قابلیت اعتمادوکارایی این سیستمها شود. درآرایه آنتن مبتنی بر چندگانگی فرکانس، عناصر آرایه با فرکانسهای متفاوتی که اختلاف اندکی دارند تحریک می‌شوند. در نتیجه، الگویِ تشعشعی حاصل از این آرایه وابسته به فاصله و زاویه خواهد شد. دراین مقاله، یک آرایه آنتن با چندگانگی فرکانس به نام Quadratic-FDAمعرفی می‌شود که عناصر آن به فاصله یکسان ازیکدیگر قرار گرفته اند و ضرایب فرکانس جابجایی به صورت تربیعی تغییر می‌یابد که این تغییر تابعی ازفاصله عناصر از عنصر اول می‌باشد. برای تولید این ضرایب دو تابع مولد ضرایب فرکانس جابجایی پیشنهاد شده است که در یکی از آنها فاصله بکار رفته در تابع (ورودی تابع) بصورت خطی و در دیگری بصورت مضربی از ریشه‌های معادله چبی-شف در نظر گرفته شده‌اند. روش معرفی شده یک الگوی تشعشعی غیر متناوب تولید می‌کند که بر خلاف FDA رایج تنها در یک ناحیه از فضا دارای بیشینه است که می توان این بیشینه را با وزن‌دهی مختلط دامنه مناسب به عناصر آرایه در فضا چرخاند .بدین لحاظ در مقایسه با اشکال دیگر FDA، استفاده از این ویژگی الگوی تشعشعی ، تداخل‌های وابسته به فاصله قابل حذف بوده که نتیجه آن بهبود SINR و افزایش احتمال آشکارسازی است

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Frequency Diverse Array with Quadratic Variation In Frequency Offset

نویسندگان [English]

  • saeed rastgar kisomi 1
  • Seeyed Hossein Mohseni Armaki 2
  • Ali Jabbar Rashidi 2
  • Mohsen Fallah 2
چکیده [English]

It has been shown over several decades of radar research that the exploitation of diversity in a number of domains such as space, frequency, time, polarization, and, recently, waveform can provide increased agility, flexibility, reliability, and capabilities to the radar system. However this is often achieved either through efforts in system design, increased hardware complexity, or by employing additional resources. In the frequency diverse array (FDA) the subsequent antenna elements are fed with stepped discrete frequencies. So a range-angle dependent radiation pattern is made possible .
It is possible to apply different frequencies with different patterns to the elements of FDA to achieve different radiation pattern.
In this paper, a frequency diverse array with non-uniform inter-element frequency offset called quadratic-FDA has been proposed, that its variation is a function of physical distance of elements from the first element.
To produce the coefficient of the frequency offset two Frequency offset generators has been proposed. In The first proposed method uses linear distance as a input of function and the second one uses multiples of the roots of the Chebyshev polynomial.
The proposed strategy provides a non-periodic beampattern, with a maximum that can be steered in space by selecting appropriate excitation weights of the antennas. This single-maximum beampattern, in contrast to multiple-maxima beampattern of the other forms of FDA, can help to further reject range-dependent interferences, causing improved SINR and increased detectability

کلیدواژه‌ها [English]

  • Range-Dependent Beam Pattern
  • Frequency Offset
  • Quadratic-FDA
  • Frequency Diverse Array
 
[1]Barton, D. K. "Frequency Agility and Diversity" Norwood, MA: Artech House, 1977.
[2] H. E. Shanks, “A new technique for electronic scanning,” IRE Trans. on Antennas and Propagation, vol.  9, pp.162 -166, March 1961.
[3] P. Antonik, M. Wicks, H. Griffiths, and C. Baker, “Frequency diverse array radars,” in Radar, 2006 IEEE Conference on, p. 3 pp., 2006.
 [4] P. Antonik, M. Wicks, H. Griffiths, and C. Baker, “Multi-mission multi-mode waveform diversity,” in Radar, 2006 IEEE Conference on, p. 3, IEEE, 2006.
[5] Farooq, J., Temple, M. A., and Saville, M. A.Application of frequency diverse arrays to syntheticaperture radar imaging.In Proceedings of the International Conference onElectromagnetics in Advanced Applications (ICEAA 2007),Torino, Italy, Sept. 2007, pp. 447—449.
[6] Farooq, J., Temple, M. A., and Saville, M. A.Exploiting frequency diverse array processing to improveSAR image resolution.In Proceedings of the IEEE Radar Conference, (RADAR’08), Rome, Italy, May 2008, pp. 1—5.
[7] Baizert, P., et al.Forward-looking radar GMTI benefits using a linearfrequency diverse array.Electronics Letters, 42, 22 (2006), 1311—1312.
[8] Waseem Khan, IjazMansoorQureshi, Sarah Saeed, “Frequency Diverse Array radar with Logarithmically Increasing Frequency Offset”IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2013
[9]عسکری،.مرضیه ، محسنی ارمکی ،سید حسین و فلاح ، مخسن. "تحلیل الگوی تشعشعی آرایه آنتن با چندگانگی فرکانس مبتنی بر مدولاسیون مجذور فرکانس موج پیوسته " مجله رادار، سال سوم، شماره 1، بهار 1394، صفحه 25-34.
[10] P. Sammartino and C. Baker, “Developments in the Frequency Diverse Bistatic System,” in Radar Conference, 2009 IEEE, pp. 1–5, IEEE, 2009.
[11] P. Sammartino, C. Baker, and H. Griffiths, “Frequency Diverse MIMO Techniques for Radar,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems vol. 49, no. 1 January 2013.
[12] Oppenheim, Alan V., Ronald W. Schafer, and John R. Buck. Discrete-Time Signal Processing. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1999, p. 468.
 [13]Harris, Fredric J. "On the Use of Windows for Harmonic Analysis with the Discrete Fourier Transform." Proceedings of the IEEE®. Vol. 66, January 1978, pp. 51–8