[发明专利]一种载频随机跳变的宽带混沌雷达信号产生方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及宽带混沌雷达信号设计领域，特别涉及一种载频随机跳变的宽带混沌雷达信号产生方法及系统。

背景技术

噪声雷达采用噪声信号或者伪噪声信号作为发射波形。目前，噪声雷达已经在很多领域内进行广泛的研究，包括战场监视、目标跟踪、汽车防撞、穿墙成像雷达、合成孔径雷达和逆合成孔径雷达。

在噪声雷达中，噪声信号源是一项重要的关键技术。相比于普通的热噪声信号，混沌信号更加容易产生和控制，并且价格低廉。混沌信号是一种由确定性系统产生的伪随机信号。混沌信号的特点是：对初值非常敏感，初值的微小变化会导致混沌信号差异巨大；而且混沌信号是非周期和不可预测的。采用混沌信号作为雷达信号具有高的距离分辨率、低截获概率特性、有效的频谱利用率等优势。

高分辨率雷达通常需要非常大的带宽，有些超宽带雷达的带宽甚至达到几个GHz。为了满足Nyquist采样定理，这种超宽带雷达需要非常高的采样速率，这对于一般的AD是难以实现的。

为了既具有非常高的合成带宽，同时也保持较低的AD采样率。于是，一些学者提出了步进频率信号。步进频率信号由多个子脉冲组成的脉冲串组成，其中每个子脉冲的载频以一定的间隔递增或者递减。总的合成带宽决定了距离分辨率，但是，AD采样率只需要满足每个子脉冲的Nyquist采样率。

一般的频率步进信号中，每个子脉冲是单频率的矩形脉冲。但是，频率的步进量限制了非模糊距离，因此，步进频率信号很容易遭受距离模糊，这通常称为栅瓣。为了减弱栅瓣，需要降低频率步进量，因此需要非常多的载频，这对于频综来说是一个巨大的挑战。

因此，一些学者提出了步进频率Chirp信号，每个子脉冲使用具有一定带宽的Chirp信号，这样就可以降低栅瓣的影响。为了进一步提高抗干扰特性，每个子脉冲信号采用噪声信号，于是提出了步进频率噪声信号模型。但是，敌方干扰机很容易检测到线性变化的载频并实施干扰，步进频率Chirp信号容易受到欺骗干扰和压制干扰，而步进频率噪声信号容易受到压制干扰。

发明内容

本发明的目的在于产生宽带混沌雷达信号，从而提高雷达成像的距离分辨率；同时提高雷达信号的低检测概率特性、低截获概率特性以及电子抗干扰能力。为了达到上述目的，本发明提出了一种载频随机跳变的宽带混沌雷达信号产生方法，所述方法包含：步骤101)输入基带信号；步骤102)产生组合映射序列，然后利用组合映射序列产生载频跳频码；步骤103)根据产生的载频跳频码选择载频信号，并对基带信号进行上变频，进而得到宽带混沌雷达信号。

可选的，上述步骤102)进一步包含：

步骤102-1)将组合映射序列φ_n的值域变换到载频跳频码c_n∈{0,1,…,N-1}的值域，得到序列

其中，N表示载频跳频码的个数；

步骤102-2)抽取序列中的值，即每隔几个值抽取一个值，假如采用如下公式对每m个值抽取一个，进而得到抽取后的序列为

其中表示不大于的最大整数。

步骤102-3)从前到后提取序列中的不同的值，进而得到载频跳频码c_n。

可选的上述步骤101)之前还包含：步骤100)利用组合映射序列产生基带混沌信号。进一步可选的所述组合映射序列由切比雪夫映射和贝努力映射组合而得到。

可选的，上述步骤100)具体包含：

步骤100-1)

根据切比雪夫映射产生贝努力映射的参数，将不同贝努力映射参数下的贝努力映射序列组合，进而得到组合映射序列φ_n，且组合映射序列φ_n的值域为具体计算公式为：

所述的切比雪夫映射的表达式为：

x_i+1＝cos(kcos^-1(x_i)),x_i∈[-1,1]

x_i表示切比雪夫映射的当前值，x_i+1表示切比雪夫映射的下一个迭代值；k为切比雪夫映射的参数，且满足k≥2；

所述的贝努力映射的表达形式为：

y_j表示贝努力映射的当前值，y_j+1表示贝努力映射的下一个迭代值；B为贝努力映射的参数，且满足1.4＜B＜2；

所述的组合映射序列φ_n的产生公式为：