[发明专利]高码率低距离分辨率相位编码信号的失配滤波器优化方法

权利要求书

1.高码率低距离分辨率相位编码信号的失配滤波器优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定相位编码信号s；

步骤2，设定失配滤波器h的长度N_h，并根据所述相位编码信号s和所述失配滤波器h的长度N_h，构建关于所述失配滤波器h的目标函数；

其中，步骤2具体包括以下子步骤：

(2a)相位编码信号s经过失配滤波器h后的脉冲压缩向量为ρ_c， i∈[1,N_s+N_h-1]，N_s为相位编码信号s的码元长度；

(2b)在相位编码信号s经过失配滤波器h后的脉冲压缩向量ρ_c中，对各个距离旁瓣分别取模值，得到距离旁瓣模值向量ρ：

其中，k∈[1,(N_s+N_h)/2-M-1]，l∈[(N_s+N_h)/2+M+1,N_s+N_h-1]；

(2c)在相位编码信号s经过失配滤波器h后的脉冲压缩向量ρ_c中，输出的实际主瓣B_m为

其中，t∈[(N_s+N_h)/2-M,(N_s+N_h)/2+M]；

(2d)确定相位编码信号s经过失配滤波器h后输出的期望主瓣b_m，其中，所述期望主瓣b_m的形状为所述相位编码信号s的主瓣，将所述相位编码信号s的主瓣部分对应的函数值区间均匀地离散化为2×M+1维的列向量，并将所述列向量作为期望主瓣b_m的取值；

(2e)根据所述距离旁瓣模值向量ρ，所述实际主瓣B_m和所述期望主瓣b_m，构建关于所述失配滤波器h的目标函数能量权系数α的 取值属于[0,1]的范围内；

步骤3，构建关于所述失配滤波器h的目标函数的约束条件；

步骤4，根据所述目标函数的约束条件，求解所述失配滤波器h的目标函数；

步骤5，确定所述失配滤波器h。

2.根据权利要求1所述的高码率低距离分辨率相位编码信号的失配滤波器优化方法，其特征在于，步骤1具体包括以下子步骤：

(1a)设定第一相位编码信号s₁的码元长度N₁；

(1b)根据所述第一相位编码s₁的码元长度N₁，确定所述相位编码信号s的码元长度N_s，其中，N_s＝b×N₁，b为相位编码信号s的码元长度的增加倍数，b取值为整数；

(1c)设定所述相位编码信号s的主瓣宽度控制量M＝fix(δ×b)，δ取值在(0.5～1.0)的范围内，b为相位编码信号s的码元长度的增加倍数，b取值为整数；

(1d)根据所述相位编码信号s的码元长度N_s，所述相位编码信号s的主瓣宽度控制量M，构建关于所述相位编码信号s的目标函数和约束条件；

(1e)根据所述相位编码信号s的目标函数和约束条件，求解所述相位编码信号s。

3.根据权利要求1所述的高码率低距离分辨率相位编码信号的失配滤波器优化方法，其特征在于，步骤3具体包括以下子步骤：

(3a)将相位编码信号s首尾对称补零，扩展成长度为N_h的相位编码信号

(3b)由长度为N_h的相位编码信号上下翻转并取共轭得到匹配滤波器

其中，(·)^*表示(·)的共轭；

(3c)根据所述失配滤波器h，所述匹配滤波器得到关于所述失配滤波器h的目标函数的约束条件为其中，ε为长度为N_h的相位编码信号的失配系数。

4.根据权利要求2所述的高码率低距离分辨率相位编码信号的失配滤波器优化方法，其特征在于，子步骤(1d)还具体包括以下子步骤：

(a)计算相位编码信号s的第k1个距离旁瓣ρ_k1：

其中，移位k1＝M+1,M+2,…,(N_s-1)，M为相位编码信号s的主瓣宽度控制量，J_k1为滑动矩阵，滑动矩阵J_k1的形式为：

式中，(·)^T表示转置，0表示全零矩阵，I表示单位矩阵，0和I的下标表示矩阵的维数；

(b)根据相位编码信号s的距离旁瓣ρ_k1，得到距离旁瓣的峰值旁瓣电平PSL_s，PSL_s＝max|ρ_k1|；根据距离旁瓣的峰值旁瓣电平PSL_s，得到相位编码信号s的目标函数为：其中，p为相位编码信号s的相位向量；

(c)确定相位编码信号s的期望主瓣b_n，其中，所述期望主瓣b_n的形状为sinc函数主瓣的形状，将sinc函数主瓣部分对应的函数值区间均匀地离散化为2×M+1维的列向量，取其中的第M个元素至第1个元素作为期望主瓣b_n的取值；

(d)根据所述期望主瓣b_n，得到相位编码信号s的约束条件为：

0≤p(k)≤2π,k＝1,2,…,N_s，

其中，b_n(k2)表示期望主瓣b_n的第k2个元素，J_k2为滑动矩阵，移位k2＝1,2,…,M，M为相位编码信号s的主瓣宽度控制量，p(k)表示相位向量p的第k个元素，k＝1,2,…,N_s，γ为常数，γ表示相位编码信号s的主瓣逼近期望主瓣b_n的程度，取值为0.01～0.2。