[发明专利]多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号的失配滤波器设计方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体的说是一种多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号的失配滤波器设计方法，用于降低多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号失配滤波后的峰值旁瓣电平。

背景技术

相位编码信号是一种常见的脉冲压缩信号，与调频信号相比，它在设计中具有更多的自由度，并且具有低距离旁瓣和低互相关旁瓣等优点，因此得到了广泛研究和应用。但是，相位编码信号是多普勒敏感信号。当脉冲压缩滤波器无法匹配接收回波的多普勒频率时，会造成脉冲压缩后主瓣幅度降低和旁瓣电平升高这两个后果，严重影响了雷达的探测性能。虽然，由多普勒频率失配造成的主瓣幅度降低问题无法通过设计相位编码信号进行解决，但是，由多普勒频率失配造成的旁瓣电平升高问题是可以通过设计相应的相位编码信号进行缓解的。

目前，相位编码信号的旁瓣抑制方法主要有经典的窗函数加权法、最小二乘幅度和相位加权法以及压缩后两采样滑窗处理法等。当没有多普勒失配时，这三类方法可以很好的抑制脉压后的旁瓣；但当存在多普勒失配时，这三类方法的抑制效果会严重下降，因此，这三类方法无法解决由多普勒频率失配造成的旁瓣电平升高问题。目前设计的相位编码信号，在多普勒频率失配的情况下，其旁瓣电平可能仍然较高，不能满足实际的应用要求。为了解决由多普勒频率失配造成的主瓣幅度降低问题，雷达在接收回波时通常采用一组多普勒补偿脉冲压缩滤波器对目标回波的多普勒频率进行补偿；并且通过该方法可以对目标的速度进行估计。但是，如果目标速度很大，雷达进行多普勒补偿时多普勒补偿脉冲压缩滤波器个数会很多，这样将增加信号处理的运算量，影响雷达的实时性；并且该方法的测速精度较低。通过设计多峰值低多普勒旁瓣的相位编码信号可以缓解由多普勒频率失配造成的旁瓣电平升高问题，并且可以减少多普勒补偿脉冲压缩滤波器的个数和提高测速精度。但是，在实际应用中，多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号的峰值旁瓣电平可能依然过高，不能满足实际需求。

发明内容

针对上述技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号的失配滤波器设计方法，能够降低多峰值低多普勒相位编码信号脉冲压缩后的峰值旁瓣电平。

实现本发明目的的技术思路是：给定多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号，以信噪比损失为约束条件，以最小化多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号在不同多普勒通道失配滤波后的峰值旁瓣电平和各峰值幅度分别逼近期望的峰值幅度为目标函数，设计得到相应的失配滤波器。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案予以实现。

多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号的失配滤波器设计方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，给定多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号；

步骤2，根据所述多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号，构建关于所述多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号的失配滤波器的目标函数；

步骤3，构建关于所述失配滤波器的目标函数的约束条件；

步骤4，根据所述约束条件求解所述关于失配滤波器的目标函数，得到所述多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号的失配滤波器。

本发明的特点和进一步的改进为：

(1)步骤1具体为：

给定所述多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号s，其中，所述多峰值低多普勒旁瓣相位编码信号s的码元长度为N_s，归一化的最大多普勒频率为f_dmax，归一化的最小多普勒频率为f_dmin，需要抑制多普勒旁瓣的频段宽度为f_width，需要补偿多普勒通道的个数为N_d，多普勒频率点的选取间隔为Δf′_d峰值总个数为N，期望的峰值幅度为H＝[H₁，H₂，…，H_e，…，H_N]，其中，e∈[1，N]，对N个峰值进行匹配滤波后，N个峰值在距离-多普勒维上的位置依次为(n₁，m₁)，(n₂，m₂)，…，(n_l，m_l)，…，(n_N，m_N)，其中l∈[1，N]，n_l表示第l个峰值在距离维上对应的位置，m_l表示第l个峰值在多普勒维上对应的位置。

(2)步骤2具体包括如下子步骤：