共形FDA-MIMO波束图综合

来源：信号处理杂志 2023年第5期北京时间：

作者：陈慧, 田湘, 王文钦

摘要：共形频控多输入多输出（Frequency diverse array multiple input and multiple output，FDA-MIMO）系统的波束图由俯仰角、方位角、距离三维信息控制，能够进一步提高系统的自由度。随着人们对高分辨目标探测性能以及高空气动力学性能的需求增加，研究共形FDA-MIMO阵列波束图综合方法很有意义。本文详细推导了共形FDA-MIMO系统的信号建模和波束图分析的数学过程，并提出一种基于参数迭代的发射接收联合权向量优化算法以得到高分辨率的波束图。该算法首先建立一个二阶锥规划（Second-order cone programming，SOCP）模型，并利用交替方向乘子法（Alternating direction method of multipliers，ADMM）实现参数分离，原问题分为两个子问题。最后分别对各个子问题进行优化。数值仿真表明所提算法相比于传统算法性能更有优势，同时其收敛性得到验证。此外，为进一步分析系统特性，本文讨论了不同系统参数，如发射阵列阵元数、接收阵列阵元数、频控阵频偏大小以及不同频偏方式对本文所提算法下的波束图影响。

关键词：频控阵, 共形阵, 共形频控阵, 波束图综合, 迭代优化算法