افزایش تفکیک‌پذیری زاویه‌ای رادارهای mimo با روش آرایه تودرتودوبعدی

در سیستم‌های آرایه فازی مرسوم، برای بهبود تفکیک‌پذیری فضایی، نیاز به افزایش طول آرایه و در نتیجه افزایش تعداد المان‌های آنتن ‌است. این نیاز را می‌توان در رادارهای چند ورودی چند خروجی (mimo) و با استفاده از سیگنال‌های متعامد ارسالی از چندین فرستنده و استفاده از المان‌های مجازی حاصل از آن رفع کرد. مکان المان‌های مجازی از کانولوشن مکان المان‌های فیزیکی فرستنده و گیرنده در هم به دست می‌آید. برای درک کارایی رادارهای mimo مفهومی به نام آرایه مجازی معرفی‌ شده است. هرچه آرایه مجازی بزرگ‌تر باشد تفکیک‌پذیری زاویه‌ای رادار افزایش می‌یابد. افزایش درجه آزادی آرایه مجازی بسیار وابسته به چینش المان‌های آرایه گیرنده و فرستنده است. آرایه تودرتو یکی از روش‌های شناخته‌ شده در چینش المان‌های آرایه راداری mimo است. در این مقاله آرایه تودرتوی جدید بررسی ‌شده و سپس در یک بعد پیاده‌سازی شده است. ایده جدید این مقاله، استفاده از آرایه تودرتوی جدید در دو بعد است. یک روش چند مرحله‌ای برای پیاده‌سازی آرایه دو بعدی با استفاده از چینش تودرتوی جدید برای یک رادار mimo ارائه ‌شده است که قابل تعمیم به هر ساختار دیگری با تعداد المان‌های مختلف است. در انتها مزایای روش ارائه ‌شده در قالب پهنای زاویه‌ای بیم اصلی رادار آورده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که روش ارائه ‌شده در این مقاله بسیار موثرتر از روش‌های دیگر است. نتایج مقایسه‌ای ارائه‌ شده در انتهای این مقاله نشان می‌دهد که پهنای بیم نصف توان روش ارائه ‌شده تقریبا 0.3 درجه است، در حالی که این مقدار برای روش تودرتو بیش از 2 درجه است.

Angular Resolution Enhancement of the MIMO Radar by Using the 2D Nested Array Method

In phased array systems, increasing the array length and consequently increasing the number of antenna elements are needed to improve spatial resolution. It can be addressed by MIMO radars using orthogonal signals from multiple transmitters and using the virtual array. Virtual element’s locations are derived from the convolution of the physical elements of the transmitter and receiver. To understand the functionality of MIMO radars, virtual array has been introduced. As the virtual array be larger, the radar angle resolution increase. Increasing the degree of freedom of the virtual array is highly dependent on the array of transmitter and receiver elements placement. The Nested Array which is one of the wellknown methods in alignment of MIMO radar array elements, is investigated. In this article, the new nested array is examined and implemented in one dimension. The very innovative idea of this article is to use the new 2D nested array. A multistep approach for implementing twodimensional arrays using a new nested array for a MIMO radar is presented which can be generalized to any other structure with different number of elements. Finally, the advantages of the proposed method in terms of angular bandwidth of the main radar are presented. The results show that the proposed method is much more efficient than the other methods. The comparative results presented at the end of this article shows that the halfpower beam width of the proposed method is approximately 0.3 degrees while this value for the nested method is more than 2 degrees.