FDA-MIMO抗干擾技術(shù)進(jìn)展及前景展望

陳 陽(yáng)， 田 波， 王春陽(yáng)， 趙英健

(空軍工程大學(xué)，西安 710000)

0 引言

隨著現(xiàn)代電子對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展，在地面防空作戰(zhàn)中，雷達(dá)系統(tǒng)常常面臨持續(xù)的電子干擾威脅。相控陣由于其空域自由度，提供了極大的抗干擾應(yīng)用潛力，但相控陣的發(fā)射波束指向與距離無(wú)關(guān)，在距離維主瓣干擾抑制[1-2]中，又需要發(fā)射波束的指向隨距離的變化而變化。為了解決相控陣發(fā)射波束與距離參數(shù)無(wú)關(guān)的問(wèn)題，ANTONIK等[3]在2006年的IEEE雷達(dá)年會(huì)上首次提出了頻控陣(Frequency Diverse Array,FDA)的概念，并隨后在美國(guó)申請(qǐng)了專利[4]。不同于相控陣只能發(fā)射相同的載頻信號(hào)，頻控陣通過(guò)在其各陣元間引入一個(gè)遠(yuǎn)小于載頻的頻偏增量，使其發(fā)射波束具有距離-角度二維相關(guān)特性。當(dāng)該頻偏為零時(shí)，頻控陣即可簡(jiǎn)化為相控陣，因此，相控陣可以看成是頻控陣的一種特殊情況[5]。由于頻控陣在距離維增加了自由度，使其在距離維抗干擾方面具有非常大的應(yīng)用潛力[6-9]。為了進(jìn)一步提升頻控陣的性能，學(xué)者們將頻控陣與MIMO雷達(dá)結(jié)合，提出頻控陣多輸入多輸出(Frequency Diverse Array-Multiple Input Multiple Output,FDA-MIMO)[10-11]的新型雷達(dá)系統(tǒng)。FDA-MIMO能夠在接收端形成等效的發(fā)射天線方向圖，從而可以將發(fā)射信息整合到接收端，實(shí)現(xiàn)更加靈活的距離維自由度利用，提升了距離-角度二維聯(lián)合信號(hào)處理的能力。通過(guò)充分利用FDA-MIMO的距離-角度二維相關(guān)特性，可以實(shí)現(xiàn)距離維主瓣欺騙式干擾抑制。

1 FDA-MIMO基本原理和模型

頻控陣?yán)走_(dá)發(fā)射陣列如圖1所示?？紤]1個(gè)線性陣列中發(fā)射陣元數(shù)和接收陣元數(shù)分別為M和N，第1個(gè)陣元為參考載頻，參考載頻用f0表示，相鄰陣元間距為半波長(zhǎng)d0=λ0/2,頻控陣在發(fā)射信號(hào)的各陣元之間引入一個(gè)頻偏增量Δf，其中,Δf<

圖1 頻控陣?yán)走_(dá)發(fā)射陣列示意圖Fig.1 Schematic diagram of FDA radar transmitting array

對(duì)于常規(guī)頻控陣?yán)走_(dá)，第m個(gè)陣元發(fā)射的載波頻率為

fm=f0+(m-1)Δfm=0,1,…,M-1

(1)

則第m個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)可以表示為[12]

sm(t)=ei2π fmt

。

(2)

設(shè)第m個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的發(fā)射權(quán)系數(shù)為Xm。對(duì)于1個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)點(diǎn)目標(biāo)P，它的位置為(r，θ)，其中，r為距離，θ為角度，則其第1個(gè)陣列接收信號(hào)為

s(t,r,θ)=X1ei2π f1(t-r1/c)

(3)

總的接收信號(hào)可以表示為

(4)

式中：c為光速；rm表示目標(biāo)與第m個(gè)陣元間的距離，在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下，通常采用近似值

rm≈r-mdsinθ

。

(5)

頻控陣采用線性遞增的頻偏，有Δfm=mΔf，其中Δf為頻偏增量。考慮權(quán)矢量均勻情況下，即wm=1，陣列因子表示為

(6)

則其歸一化的天線方向圖為

。

(7)

圖2為相控陣和頻控陣的天線發(fā)射方向圖。

圖2 陣列天線方向圖Fig.2 Array antenna pattern

由圖2(a)可以看出，相控陣的天線發(fā)射方向圖僅與角度參數(shù)有關(guān)，其在距離維上被完全覆蓋。由圖2(b)可以看出，頻控陣的天線方向圖具有距離-角度相關(guān)特性，當(dāng)角度相同而距離不同時(shí)，其天線方向圖存在一個(gè)頻率差，這個(gè)頻率差使其在抗主瓣干擾方面具有獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)。

FDA-MIMO雷達(dá)結(jié)構(gòu)如圖3所示。對(duì)于FDA-MIMO雷達(dá)[13-14]，第m個(gè)陣元發(fā)射信號(hào)后，到達(dá)期望目標(biāo)的信號(hào)可以表示為

(8)

式中：Tp為脈沖持續(xù)時(shí)間;ψm(t)是第m個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)的基帶信號(hào)包絡(luò);Δfm表示與第m個(gè)陣元相關(guān)的頻偏;函數(shù)rect(x)定義為

(9)

假設(shè)空間一點(diǎn)處的距離和角度位置信息為(r,θ)，信號(hào)到達(dá)該點(diǎn)處再反射回來(lái)，且該FDA-MIMO雷達(dá)的每個(gè)陣元信號(hào)都滿足正交條件，則由第n個(gè)接收陣元接收到的信號(hào)可以表示為

(10)

式中,τm,n表示從第m個(gè)發(fā)射陣元到第n個(gè)接收陣元的時(shí)間延遲。

圖3 FDA-MIMO雷達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Structure diagram of FDA-MIMO radar

假設(shè)在空間遠(yuǎn)場(chǎng)條件下，有

(11)

參考陣元和第n個(gè)接收陣元信號(hào)之間的相位差不能直接忽略，所以式(10)可以近似改寫(xiě)為

(12)

式中，t′=t-2r/c，表示脈沖內(nèi)時(shí)間指數(shù)。

雷達(dá)接收天線接收到信號(hào)后，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，在信號(hào)處理設(shè)備內(nèi)通過(guò)ψm(t′)信號(hào)進(jìn)行匹配濾波后，輸出端輸出信號(hào)[15]為

(13)

式中，ξs表示經(jīng)過(guò)信號(hào)處理設(shè)備匹配濾波后的復(fù)系數(shù)。匹配濾波后，輸出的信號(hào)只與距離有關(guān)，而與時(shí)間參數(shù)不相關(guān)，所以式(13)可以簡(jiǎn)化為

(14)

FDA-MIMO雷達(dá)的頻偏是線性遞增的，第m個(gè)發(fā)射陣元處的頻偏增量為Δfm=mΔf。所以第m個(gè)發(fā)射陣元與第n個(gè)接收陣元之間的相關(guān)信號(hào)可以表示為

ei2π(f0t′+Δ fmt′+f0mdT(sin θ)/c+f0ndR(sin θ)/c)

(15)

經(jīng)過(guò)接收端的信號(hào)處理設(shè)備處理后的信號(hào)可以表示為

(16)

2 FDA-MIMO雷達(dá)抗干擾研究現(xiàn)狀

頻控陣(FDA)雷達(dá)由于其良好的抗干擾特性，近年來(lái)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在2018年和2020年的IEEE雷達(dá)年會(huì)上，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)頻控陣進(jìn)行了專題討論。目前，國(guó)內(nèi)也針對(duì)頻控陣展開(kāi)了研究[16-18]。通過(guò)在頻控陣中引入MIMO，使其具有更加靈活的距離維自由度，從而具有更大的抗主瓣欺騙干擾應(yīng)用潛力，為雷達(dá)抗干擾研究提供了新的方法和路徑。

針對(duì)相控陣因波束指向與距離無(wú)關(guān)而不能抑制與目標(biāo)不同距離維的主瓣欺騙式干擾，文獻(xiàn)[19-21]基于FDA-MIMO雷達(dá)體制，通過(guò)二維自適應(yīng)波束形成技術(shù)來(lái)有效抑制主瓣欺騙干擾；文獻(xiàn)[22]提出了基于非均勻樣本檢測(cè)的主瓣欺騙干擾抑制方法，其利用真假目標(biāo)在發(fā)射-接收空間頻率域的不同對(duì)干擾進(jìn)行抑制；文獻(xiàn)[23]提出了一種基于樣本選擇的主瓣欺騙干擾對(duì)抗方法；為了解決二次訓(xùn)練樣本中假目標(biāo)的偽隨機(jī)分布問(wèn)題，文獻(xiàn)[24]提出了一種基于子空間投影的樣本選擇方案；文獻(xiàn)[25]提出了一種通過(guò)對(duì)數(shù)頻偏來(lái)消除距離周期性的方法；文獻(xiàn)[26]提出了基于特征值投影和分塊矩陣處理的FDA-MIMO抗干擾算法；文獻(xiàn)[27]提出一種基于直接數(shù)據(jù)域方法挑選訓(xùn)練樣本的方法；文獻(xiàn)[28]提出了一種基于最大信噪比的盲源分離算法，可以將目標(biāo)和干擾分離在不同的通道；文獻(xiàn)[29]采用一種新的“低秩+低秩+稀疏”分解模型用來(lái)提取低秩期望信號(hào)，同時(shí)抑制來(lái)自阻塞式和突發(fā)式干擾機(jī)的干擾信號(hào)；文獻(xiàn)[30]提出了一種基于特征向量剔除法(FVE)的干擾抑制方法；文獻(xiàn)[31]提出了FDA-MIMO體制的模擬退火算法，用來(lái)對(duì)抗主瓣距離維的欺騙干擾；文獻(xiàn)[32]將頻控陣與極化MIMO雷達(dá)結(jié)合，提出了一種FDA-PMIMO雷達(dá)新技術(shù)；文獻(xiàn)[33]結(jié)合極化特性、頻控陣體制、MIMO體制，探索提升輸出信干噪比的方法，以增強(qiáng)雷達(dá)抗欺騙干擾的性能；文獻(xiàn)[34]提出欺騙式干擾下的自適應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)方法；文獻(xiàn)[35]利用真假目標(biāo)在發(fā)射-接收頻域分布不同的特點(diǎn)，利用頻控陣的距離相關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)在合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像中的主瓣欺騙干擾抑制；文獻(xiàn)[36]通過(guò)空間位置特征識(shí)別，對(duì)抗干擾信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)體制對(duì)頻控陣?yán)走_(dá)的抗干擾；文獻(xiàn)[37]提出了一種基于FDA-MIMO的實(shí)現(xiàn)對(duì)ISAR成像的抗干擾方法；文獻(xiàn)[38]提出一種基于協(xié)方差矩陣重構(gòu)的穩(wěn)健自適應(yīng)波束抗干擾方法；文獻(xiàn)[39-43]針對(duì)非理想正交波形下的FDA-MIMO抗干擾技術(shù)進(jìn)行了研究，并提出了一種基于EPC-MIMO新體制的穩(wěn)健抗干擾方法；文獻(xiàn)[44]提出了一種基于非均勻間隔的頻控陣?yán)走_(dá)相位中心的認(rèn)知主動(dòng)抗干擾方法。

3 頻控陣?yán)走_(dá)抗干擾原理與技術(shù)

目前，針對(duì)頻控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的研究逐漸深入，其中，F(xiàn)DA-MIMO被認(rèn)為是最合理、最具可實(shí)現(xiàn)性和功能最完善的雷達(dá)系統(tǒng)，目前的頻控陣抗干擾研究也大多圍繞FDA-MIMO雷達(dá)展開(kāi)[16,21,23,45]。

3.1 FDA-MIMO雷達(dá)抗干擾原理

考慮偵察到的干擾機(jī)的距離和角度位置信息為(R0,θ0)，則第q個(gè)虛假目標(biāo)和真實(shí)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的發(fā)射空間頻率可以分別表示為[21]

(17)

(18)

由式(17)和式(18)可知，假目標(biāo)和真實(shí)目標(biāo)的發(fā)射空間頻率之間的距離信息不相同，由此可通過(guò)發(fā)射-接收空間頻率對(duì)真假目標(biāo)進(jìn)行區(qū)分。另外，為了消除距離維的依賴性，可以考慮對(duì)接收端數(shù)據(jù)進(jìn)行距離補(bǔ)償處理，補(bǔ)償后的發(fā)射空間頻率為

(19)

(20)

式中：p為延遲脈沖數(shù)；Ru=c/(2fr)，為最大無(wú)模糊距離，fr為脈沖重復(fù)頻率。由此可知，當(dāng)經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的任意距離門內(nèi)的目標(biāo)處于同一發(fā)射脈沖內(nèi)時(shí)，其發(fā)射空間頻率也相同。

圖4為真實(shí)目標(biāo)和假目標(biāo)的分布示意圖[23]。

圖4 真實(shí)目標(biāo)和假目標(biāo)的分布示意圖

如圖4所示，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后，真實(shí)目標(biāo)的發(fā)射空間頻率和接收空間頻率相同，因此，真實(shí)目標(biāo)應(yīng)該位于發(fā)射-接收空間頻率域的對(duì)角線上，假目標(biāo)則在此空間頻率域內(nèi)任意分布。由此可對(duì)真實(shí)目標(biāo)和假目標(biāo)進(jìn)行鑒別。

3.2 自適應(yīng)波束形成抗干擾方法

干擾機(jī)通過(guò)對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行延遲轉(zhuǎn)發(fā)，從而在距離頻率上產(chǎn)生假目標(biāo)，因此，真實(shí)目標(biāo)和假目標(biāo)在距離維上存在差異。基于此，蘭嵐等[21-22]提出了一種基于距離維差異的抗距離維主瓣欺騙式干擾方法。

假設(shè)雷達(dá)接收機(jī)接收到的信號(hào)距離信息為r′，則真、假目標(biāo)可由三元假設(shè)來(lái)判定，即

(21)

式中：假設(shè)H0表示接收到的回波信號(hào)為真；假設(shè)H1和H2表示接收到的回波信號(hào)為假。

基于距離差異的抗主瓣距離欺騙干擾方法流程如圖5所示[17]。

圖5 基于距離差異的抗主瓣距離欺騙干擾方法流程圖Fig.5 Flow chart of mainlobe anti-deceptionjamming based on distance difference

由文獻(xiàn)[21]可知，此時(shí)選擇最優(yōu)的Δf，表示為

(22)

式中，Na為最大模糊次數(shù)。

根據(jù)FDA-MIMO雷達(dá)的距離依賴特性，得到在發(fā)射-接收空域內(nèi)的補(bǔ)償矢量為

g=IN×1?h=[11…1]T?
[1ej2π fC…ej2π(M-1) fC]T

(23)

接著，分別對(duì)每個(gè)假目標(biāo)和真實(shí)目標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的結(jié)果為

(24)

(25)

對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償后可以表示為

(26)

可以通過(guò)優(yōu)化問(wèn)題設(shè)計(jì)距離-角度二維自適應(yīng)匹配濾波器

(27)

將接收數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償后，對(duì)其進(jìn)行匹配濾波，可得

(28)

由于假目標(biāo)在距離維上存在差異，在經(jīng)過(guò)自適應(yīng)匹配濾波后，該假目標(biāo)會(huì)與真實(shí)目標(biāo)分離，從而達(dá)到被抑制的效果，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主瓣距離維欺騙干擾的抑制。

3.3 基于盲源分離(BSS)的抗干擾方法

當(dāng)真實(shí)目標(biāo)和假目標(biāo)的角度完全相同時(shí)，由于目標(biāo)的先驗(yàn)信息未知，傳統(tǒng)的自適應(yīng)波束形成抗干擾算法無(wú)法區(qū)分出哪個(gè)是假目標(biāo)，哪個(gè)是真實(shí)目標(biāo)[46]?；诖?，高霞等[28]提出了一種將盲源分離(BSS)算法應(yīng)用于FDA-MIMO雷達(dá)的抗主瓣欺騙式干擾方法，以此來(lái)分離出干擾。

盲源分離算法信號(hào)模型為

(29)

經(jīng)過(guò)盲源分離后，源信號(hào)s與分離信號(hào)之間存在一個(gè)差異[47]，由于該差異與輸出信噪比的大小成反比，因此可得到基于最大信噪比的盲源分離算法。

基于最大信噪比的目標(biāo)函數(shù)為

(30)

(31)

(32)

令式(32)等于零，可以得到函數(shù)極值點(diǎn)為

(33)

求解式(33)，得到分離矩陣W，從而估計(jì)出s。將接收矩陣的N個(gè)特征值按照從大到小排序，其前L個(gè)特征值構(gòu)成的特征向量即為分離矩陣。將L個(gè)特征值分為兩部分，前L-1個(gè)為干擾通道，第L個(gè)為目標(biāo)通道，將兩矩陣相乘，此時(shí)干擾和目標(biāo)將位于不同的通道內(nèi)，再對(duì)各通道內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮，以此在距離維上將目標(biāo)和干擾分離開(kāi)來(lái)，從而對(duì)干擾進(jìn)行抑制。

3.4 基于空間投影(ESB)的抗干擾方法

考慮到目標(biāo)的先驗(yàn)參數(shù)未知，且自適應(yīng)波束形成方法構(gòu)造協(xié)方差矩陣的實(shí)現(xiàn)難度大，許京偉等[23-24,27]提出了一種利用正交投影對(duì)主瓣方向的干擾目標(biāo)樣本進(jìn)行挑選的方法。首先，考慮在發(fā)射-接收二維空域內(nèi)構(gòu)造出一個(gè)主瓣接收區(qū)域的子陣空間，可以表示為

(34)

然后，根據(jù)該子空間構(gòu)造出主瓣接收區(qū)域內(nèi)的投影矩陣P=U(UHU)-1UH,由此得到檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量為主瓣內(nèi)的信號(hào)功率，可以表示為

(35)

設(shè)計(jì)目標(biāo)檢測(cè)門限值時(shí)，一般設(shè)置為噪聲功率的倍數(shù)。但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，要根據(jù)干擾信號(hào)和雜波信號(hào)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)特性來(lái)設(shè)計(jì)合理的門限值，以此設(shè)計(jì)出所對(duì)應(yīng)的樣本挑選方法。另外，也要考慮回波信號(hào)功率隨距離參數(shù)變化而變化的問(wèn)題。

3.5 特征向量剔除法(FVE)抗干擾方法

空間投影法能克服FDA-MIMO雷達(dá)中期望導(dǎo)向矢量和真實(shí)目標(biāo)導(dǎo)向矢量失配時(shí)的目標(biāo)相消問(wèn)題，但在弱信號(hào)和低快拍的情況下，噪聲中的協(xié)方差矩陣的小特征值會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，使噪聲和信號(hào)的子空間無(wú)法正交，從而使空間投影算法的性能下降。另外，空間投影算法是使陣列加權(quán)矢量投影到信號(hào)的子空間上，導(dǎo)致陣列加權(quán)值和干擾具有了相關(guān)性，因此在時(shí)域上，如果干擾沒(méi)有被完全濾除，容易造成虛警概率增大[48-49]。為此，陳浩等[30,50]提出了一種基于特征向量剔除法的抗干擾方法。假設(shè)真實(shí)目標(biāo)位置為(θs,rs)，期望目標(biāo)位置為(θd,rd)，考慮到期望目標(biāo)信號(hào)的導(dǎo)向矢量vd中的誤差，所以需要對(duì)導(dǎo)向矢量進(jìn)行約束，使真實(shí)目標(biāo)在其范圍內(nèi)，即

(36)

式中，θl和rl分別為角度和距離的約束值。

由于協(xié)方差矩陣RX中包含有目標(biāo)信號(hào)，需要對(duì)RX進(jìn)行分解，可以表示為

(37)

在理想情況下，特征分解后的信號(hào)子空間與真實(shí)目標(biāo)導(dǎo)向矢量有強(qiáng)相關(guān)性，因此可以對(duì)期望目標(biāo)導(dǎo)向矢量進(jìn)行校正，此時(shí)，可認(rèn)為與信號(hào)子空間特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的即為真實(shí)目標(biāo)導(dǎo)向矢量，于是

(38)

進(jìn)行校正后，目標(biāo)導(dǎo)向矢量與信號(hào)子空間具有最強(qiáng)相關(guān)特性的特征向量為

(39)

在特征矩陣RX中將特征向量ul剔除掉，有

(40)

為了解決小特征值抖動(dòng)的問(wèn)題，剔除掉特征向量后對(duì)其進(jìn)行對(duì)角加載，可得

(41)

最后再求出陣列的加權(quán)值為

(42)

該方法在約束范圍內(nèi)對(duì)目標(biāo)導(dǎo)向矢量進(jìn)行約束，然后對(duì)導(dǎo)向矢量進(jìn)行校正，最后得到與信號(hào)子空間相關(guān)性最強(qiáng)的目標(biāo)導(dǎo)向矢量，該目標(biāo)導(dǎo)向矢量與真實(shí)目標(biāo)導(dǎo)向矢量最接近。

4 頻控陣?yán)走_(dá)抗干擾技術(shù)應(yīng)用前景

隨著對(duì)頻控陣?yán)走_(dá)的關(guān)注越來(lái)越多，涌現(xiàn)出許多關(guān)于頻控陣?yán)走_(dá)的研究成果，并以該體制雷達(dá)為課題展開(kāi)了大量的系統(tǒng)、深入的研究。研究者們根據(jù)不同的場(chǎng)景和應(yīng)用需求，從不同的角度對(duì)頻控陣?yán)走_(dá)的原理和技術(shù)方法展開(kāi)了探索，不斷推進(jìn)了頻控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。未來(lái)對(duì)頻控陣抗干擾的研究主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)。

1) 抗主瓣干擾應(yīng)用能力。相控陣?yán)走_(dá)可以有效地抑制旁瓣干擾，但是當(dāng)目標(biāo)和干擾處于同一主瓣內(nèi)時(shí)，傳統(tǒng)的基于自適應(yīng)濾波的旁瓣干擾方法將很難對(duì)干擾進(jìn)行抑制。頻控陣?yán)走_(dá)通過(guò)在陣元間引入不同的頻偏，使其發(fā)射波束方向圖具有距離-角度-時(shí)間相關(guān)性，因此，其在主瓣干擾抑制方面具有極大的應(yīng)用潛力[51]。

2) 射頻隱身雷達(dá)。隨著現(xiàn)代電子對(duì)抗技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)源探測(cè)設(shè)備和反輻射導(dǎo)彈等各種雷達(dá)對(duì)抗措施使雷達(dá)面臨著非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和威脅[52]。隨著射頻隱身技術(shù)的出現(xiàn)，可以對(duì)抗對(duì)方的無(wú)源探測(cè)設(shè)備，從而保護(hù)己方雷達(dá)。頻控陣?yán)走_(dá)由于其波束方向圖的“彎曲”特性，可使其被偵察、定位時(shí)發(fā)生嚴(yán)重失偏，極大地降低被攻擊的功率，從而達(dá)到射頻隱身的效果。另外，可以在頻控陣?yán)走_(dá)的頻偏之間添加一個(gè)編碼，然后通過(guò)相位調(diào)制來(lái)降低信號(hào)被對(duì)方獲取和解調(diào)的風(fēng)險(xiǎn)，最后在雷達(dá)接收端對(duì)接收波束進(jìn)行解調(diào)、放大等處理，恢復(fù)出增益放大后的發(fā)射方向圖，從而進(jìn)一步提高頻控陣?yán)走_(dá)的射頻隱身能力。

3) 距離維模糊雜波抑制。傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)存在方位角方向的對(duì)稱模糊問(wèn)題，而且在存在強(qiáng)雜波時(shí)，還需要對(duì)雜波進(jìn)行抑制，但目前的雜波抑制方案對(duì)于距離模糊問(wèn)題會(huì)失效。通過(guò)利用頻控陣?yán)走_(dá)發(fā)射波束的距離維依賴性和主瓣走動(dòng)性，可以將目標(biāo)和干擾分離開(kāi)，從而抑制距離維的模糊雜波，達(dá)到抑制干擾的目的[53]。

4) 多徑干擾抑制。頻控陣?yán)走_(dá)由于其發(fā)射波束方向圖具有距離-角度-時(shí)間相關(guān)性，通過(guò)充分利用距離、角度、時(shí)間這3個(gè)變量的關(guān)系，尤其是其時(shí)間相關(guān)性，有望提出一種多徑干擾的抑制方法，但目前相關(guān)研究比較少，還需進(jìn)一步研究其具體實(shí)現(xiàn)。

5) FDA-MIMO干擾對(duì)抗技術(shù)。為了進(jìn)一步提升頻控陣?yán)走_(dá)的性能，提出將頻控陣?yán)走_(dá)與MIMO體制雷達(dá)結(jié)合的新型雷達(dá)系統(tǒng)。將頻控陣和MIMO雷達(dá)聯(lián)合成為目前頻控陣研究的一個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)。FDA-MIMO雷達(dá)通過(guò)在接收端處形成等效的天線方向圖，從而將發(fā)射機(jī)的發(fā)射信息整合到接收端，可以實(shí)現(xiàn)更加靈活的距離維自由度。傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)無(wú)法有效地對(duì)抗主瓣干擾，通過(guò)充分利用FDA-MIMO雷達(dá)的距離-角度二維相關(guān)特性，可以解決傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)面臨的主瓣欺騙式干擾抑制的難題，還可以解決模糊雜波抑制的問(wèn)題。

6) 復(fù)合干擾樣式多域聯(lián)合對(duì)抗。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，戰(zhàn)場(chǎng)中電子干擾形式也越來(lái)越復(fù)雜，單一的干擾樣式已經(jīng)無(wú)法達(dá)到有效的干擾效果，因此，目前兩個(gè)甚至多個(gè)干擾樣式組合的復(fù)合干擾樣式已經(jīng)逐漸地成為了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的常態(tài)。在頻控陣?yán)走_(dá)抗干擾技術(shù)的研究中，要考慮無(wú)源干擾、欺騙干擾或者壓制干擾等兩種甚至多種類型的復(fù)合干擾樣式，因此，未來(lái)的頻控陣抗干擾要聯(lián)合時(shí)域、頻域、空域、極化域和能量域等多個(gè)域進(jìn)行對(duì)抗。

7) 認(rèn)知頻控陣?yán)走_(dá)。認(rèn)知雷達(dá)是通過(guò)獲取的先驗(yàn)信息和對(duì)環(huán)境的學(xué)習(xí)交互來(lái)對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知，實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)調(diào)整接收機(jī)和發(fā)射機(jī)來(lái)適應(yīng)外界環(huán)境的變化，從而使雷達(dá)系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)化。在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，認(rèn)知雷達(dá)電子戰(zhàn)已經(jīng)成為現(xiàn)代電子對(duì)抗中的主要技術(shù)手段，頻控陣?yán)走_(dá)通過(guò)對(duì)干擾的環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)感知，對(duì)不同樣式的干擾進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別和認(rèn)知[54]，并自主地選擇合適的抗干擾策略，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾和雷達(dá)雜波的自適應(yīng)抑制。因此，基于環(huán)境感知的認(rèn)知頻控陣?yán)走_(dá)也是未來(lái)的主要研究?jī)?nèi)容。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)FDA-MIMO雷達(dá)抗干擾技術(shù)，首先對(duì)FDA-MIMO的基本原理和模型進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，全面總結(jié)了FDA-MIMO雷達(dá)抗干擾方面的國(guó)內(nèi)外主要研究現(xiàn)狀和文獻(xiàn)，系統(tǒng)性地對(duì)FDA-MIMO雷達(dá)基于自適應(yīng)波束形成抗干擾、盲源分離抗干擾、空間投影抗干擾和特征向量剔除法抗干擾等抗干擾技術(shù)方法進(jìn)行了歸納總結(jié)，最后對(duì)FDA-MIMO等頻控陣?yán)走_(dá)技術(shù)未來(lái)主要的應(yīng)用前景進(jìn)行了分析。頻控陣不但具有相控陣的所有功能和特性，還彌補(bǔ)了相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射波束與距離變量無(wú)關(guān)的缺點(diǎn)。目前，F(xiàn)DA-MIMO等頻控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)雖然還有許多未解決的技術(shù)難題，但其具有巨大的抗干擾應(yīng)用潛力，因此，對(duì)其開(kāi)展更深層次的研究是非常必要的。