[发明专利]一种连续脉冲雷达发射信号编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达波形设计领域，特别是连续脉冲雷达发射信号编码方法。

背景技术

连续脉冲雷达是一种新体制合成孔径雷达(Synthesis Aperture Radar—SAR)，它以预定脉冲编码方式发射一组连续脉冲信号，在脉冲间隔接收回波，然后通过信号处理的方式合成单脉冲回波。该体制雷达能够将发射机的工作比提高到40％以上，直接将发射机的峰值功率降到10W量级，实现了重量小于5kg的连续脉冲雷达作用距离达到10km以上的高性能。

编码方法是连续脉冲雷达的关键技术，它直接决定系统的架构和信号恢复方法。在连续脉冲雷达中，编码方法灵活，基本设计准则为：能够从连续脉冲回波信号中恢复整个原始脉冲信号的回波。在满足此条件的基础上，一种好的信号编码方式能够降低接收机和记录设备的压力；能够在不损失信号能量的情况下，方便信号恢复。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种易于恢复完整的回波信号、降低重复发射子脉冲的冗余度、提高发射信号的平均功率的连续脉冲雷达发射信号编码方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明一种连续脉冲雷达发射信号编码方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据连续脉冲雷达系统要求设定发射子脉冲的时宽和带宽；

步骤S2：根据时宽和带宽对发射子脉冲进行分组和排列，得到发射子脉冲分组数据和排列数据；

步骤S3：根据分组数据和排列数据，选择最佳的接收间隔，获得连续脉冲雷达发射信号编码。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

(1)提供了一种连续脉冲雷达发射信号编码方法

连续脉冲雷达的编码方法非常灵活，此前没有一种系统的设计方法，本发明提供的一种发射信号编码方法解决了这一问题。

(2)能够减少发射子脉冲的冗余度

通过采用上述技术方案，能够最大限度地降低此种架构下发射子脉冲回波的冗余度。理论上，最理想的编码方式是保证每一个发射子脉冲的各个接收时刻都是等概率接收的。换句话说，发射5个发射相同形式的子脉冲，那么在每一个接收时刻应该出现5次相同的回波信号。由于编码方式缘故实际情况并非如此，例如发射5个发射相同形式的子脉冲，可能在t1时刻接收5次回波，在t2时刻接收3次回波，在t3时刻接收4次回波。显然在各个时刻这不是等概率接收，此时，发射5次发射子脉冲，有效接收次数为3次。脉冲的冗余度为40％。在本方案中，利用枚举法得到的最佳接收间隔能够保证在脉冲的冗余度控制到最小。降低冗余度直接提高了脉冲的使用率，最有效利用了发射机的峰值功率。

(3)降低信号恢复的难度

采用上述技术方案，相邻的子带通过组内分成奇偶两个子组的方式从时间上分开，它们之间的间隔大于测绘带对应的延时，所以，处理的测绘带内的距离向回波数据中，不会出现相邻频率的子带；于是，将原始回波信号切分成为N段，每一段要么出现奇数编号发射子脉冲回波信号，要么出现偶数编号发射子脉冲回波信号。

信号恢复的流程为：首先从原始回波数据中恢复中各个发射子脉冲的回波信号；将相同频率的发射子脉冲回波信号相干合成；不同频率的发射子脉冲回波信号宽带合成，得到最终的一个单脉冲的完整回波信号。

从信号恢复的流程来看，采用上述技术方案，对于每一段回波数据应用不同的滤波器可以很容易就提取出不同频率发射子脉冲回波信号，大大简化了各个发射子脉冲回波信号恢复过程。

(4)适合多通道接收

连续脉冲雷达的一个特点是回波信号的时间很长，高分辨率模式下，采样率高，采样时间长，数据量很大，记录器的负担重。

本发明采用的将宽带信号分成N个子带，并且相邻子带在时间上分开的技术方案非常适合频域多通道接收。多通道接收的最大一个优点是：极大地降低数据采样率，由此降低了数据采集部分的大缓存容量和记录器的大记录速度要求，缓解了单通道接收的难度。

附图说明

图1示出本发明连续脉冲雷达发射信号编码方法的流程图；

图2示出连续脉冲雷达发射信号实际编码形式；

图3示出飞行试验中获取的原始回波信号；

图4示出恢复出来的完整回波信号；

图5示出经过成像处理得到的雷达图像。

具体实施方式