[发明专利]基于脉间调制的多普勒频谱赋形方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，特别涉及一种基于脉间调制的多普勒频谱赋形方法及系统。

背景技术

雷达具有全天时、全天候、穿透性等优良特性，在导航、遥感、测绘、侦察、警戒、火控等民用和军事领域有着广泛的应用。但是一方面随着电磁环境的复杂化，尤其是欺骗干扰的应用，对雷达抗干扰性能提出了更高要求；另一方面，随着新技术新体制雷达探测系统的出现，如多输入多输出合成孔径雷达（Multiple Input Multiple Output Synthetic Aperture Radar,简称MIMO-SAR）系统等，面临的新问题对信号处理方法提出了迫切需求。

为此，雷达领域已经提出了挖掘利用慢时间维，即多普勒域的信息来提高雷达性能的许多有效方法。如利用运动目标在短相干处理间隔（CoherentProcessing Interval简称CPI）中的瞬态多普勒效应，采用动目标检测（MotiveTarget Detector，简称MTD）方法。将雷达放置在移动平台上，利用空间采样等效为时间采样的思想，在慢时间维进行长相干处理，获取探测区域高分辨图像的合成孔径方法。随着军事、民用需求的提升，满足大测绘带高分辨（High Resolution Wide Swath,简称HRWS）需要以及提高系统地面动目标显示（Ground Moving Target Indication,简称GMTI），提出许多新体制新技术SAR系统，如方位向多孔径SAR、距离向多孔径SAR、MIMO-SAR等。

然而，目前相参脉冲体制雷达对于慢时间维多普勒域信息的利用，无论是短时间相干处理还是长时间相干处理，都是基于原始的多普勒谱。由于现在复杂电磁环境背景下，欺骗干扰已成为混淆雷达情报的一种新型潜在威胁。现有主要采用复杂波形设计、工作频点捷变、重复周期参差、天天转速变化等方法，而在慢时间维多普勒域考虑很少。在长时间相干积累处理中，新体制新技术SAR系统的出现，对目标信息的利用提出更高要求。MIMO-SAR系统因为可以利用发射分集和接收分集获得更多的自由度，成为当前雷达领域的热点研究。但是，其要求发射信号的正交性要好，这极大限制了其实用化进程。正交波形一般分为两类：频分正交波形和码分正交波形。目前，研究多集中在频分正交波形，而同频码分正交波形因为实际中互相关不为零，在长时间相干积累中会产生互相关噪声，降低图像质量，难以实用化。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出一种基于脉间调制的多普勒频谱赋形方法，包括以下步骤：S1：通过波形产生器产生发射脉冲并确定所述发射脉冲的多普勒频谱赋形函数；S2：根据所述多普勒频谱赋形函数给所述发射脉冲进行脉间调制生成调制脉冲；S3：接收所述调制脉冲并对所述所述调制脉冲进行采样；以及S4：对所述采样得到的调制脉冲进行脉间快速傅里叶变换获得赋形多普勒频谱。

根据本发明实施例的方法，通过对发射脉冲进行多普勒频谱赋形，可提高雷达的抗干扰性能，同时为多发射波形雷达系统正交波形的分离提供新的技术途径。

本发明的一个实施例中，所述多普频谱赋形函数为，A(t_m)·exp(jθ(t_m))，其中，t_m表示慢时间，m表示为第m个脉冲间隔周期，A(t_m)表示频谱幅度赋形函数。

本发明的一个实施例中，所述脉间调制通过如下公式进行调制：s(t)=p(t)·A(t_m)·exp(jθ(t_m))，其中，p(t)表示发射脉冲波形，t表示快时间。

本发明的一个实施例中，所述调制函数中A(t_m)和θ(t_m)是自变量t_m的任意函数。

本发明的一个实施例中，所述p(t)是单个波形或是多个波形的叠加波，其表达式如下：其中，N_T表示雷达系统发射波形的个数。

本发明的一个实施例中，所述函数A(t_m)和θ(t_m)对不同发射波形是不一样的，即p_i(t)对应的调制函数为A_i(t_m)和θ_i(t_m)。