[发明专利]一种幅度加权的非线性调频波形设计方法

说明书

本申请公开了一种幅度加权的非线性调频(Nonlinear Frequency Modulation，NLFM)波形设计方法，首先输入待设计NLFM波形的脉宽、带宽以及时域幅度和频谱幅度形式，然后确定设计计算过程中在时域和频域的采样位置以及对应的时域幅度和频谱幅度采样值，再基于时域幅度、频谱幅度与时频曲线导数的关系，通过循环迭代得到NLFM波形的时频曲线，最后对时频曲线进行数值积分得到NLFM波形的相位，完成NLFM波形设计。本申请通过对NLFM波形的矩形包络进行幅度加权，使包络边缘变得平滑，从而达到减弱频谱菲涅尔起伏和降低副瓣水平的目的，设计的NLFM波形能获得比传统窗函数设计方法更低的脉压副瓣水平，并且不需要参数调整和试验的繁复过程，具有实际应用价值。

技术领域

本发明属于雷达波形设计领域，具体涉及一种幅度加权的非线性调频波形设计方法。

背景技术

在雷达系统中，由于发射机峰值功率有限，经常需要发射调频宽脉冲波形，通过提高平均发射功率的方式，提高雷达的探测威力；同时，对接收到的回波进行脉冲压缩处理，保证雷达具有较高的距离分辨率。非线性调频(Nonlinear Frequency Modulation，NLFM)波形是一种常用的调频宽脉冲波形，NLFM波形可以在压低副瓣的同时，没有加权失配导致的信噪比损失。

NLFM波形设计是一个比较复杂的过程，目前常用的经典方法是基于窗函数的设计方法。该方法假定NLFM波形自相关函数的频谱满足某种窗函数的形式，然后根据波形时域幅度与频谱幅度的关系，通过变换、积分等方法得到NLFM波形。这种方法假定NLFM波形的时域包络为矩形，其频谱的菲涅尔起伏会导致副瓣水平无法达到窗函数理论值。为了降低频谱的菲涅尔起伏，可以对NLFM波形时域包络进行幅度加权，本申请提供了一种幅度加权的非线性调频波形设计方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种幅度加权的非线性调频NLFM波形设计方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案包括：

S1.输入待设计NLFM波形的基础参数，确定波形设计中的相关参数；

S2.根据所述基础参数和相关参数，确定初始时频曲线，根据初始时频曲线进一步确定新的时频曲线；

S3.将新的时频曲线进行处理，直到时频曲线序列的变化处于容错范围内；

S4.对最终的时频曲线序列进行数值积分，得到NLFM波形的相位。

进一步地，S1所述基础参数包括：待设计NLFM波形的脉宽T、带宽B、时域幅度和频谱幅度形式。

进一步地，S1所述相关参数包括：

波形设计过程中的采样率，采样率大于带宽，然后根据脉宽T和采样率确定脉冲内的采样时刻t_n；

采样值s_n，根据NLFM波形的时域幅度形式，确定在处的t_n时域幅度采样值s_n；

频谱采样间隔，即频谱采样位置f_k之间的间隔，间隔小于1/T，然后根据带宽B和频谱采样间隔确定频谱采样位置f_k；

频谱幅度值S_k，根据NLFM波形的频谱幅度形式，确定f_k对应的频谱幅度值S_k。

进一步地，S2所述确定初始时频曲线，根据初始时频曲线进一步确定新的时频曲线包括：

S201.确定初始的时频曲线为f(t)＝B/T·t，t为连续时间变量，其导数为f′(t)＝B/T，在采样时刻t_n的值分别为f_n和f_n′，作为后续步骤中循环迭代的初始序列；