[发明专利]一种针对雷达波形分集的联合失配滤波器及其设计方法

说明书

本发明公开了一种针对雷达波形分集的联合失配滤波器及其设计方法，仅通过脉冲宽度、脉内调制方式等变化来产生波形分集，再根据波形分集设计不同的失配滤波器，即联合失配器，来改变脉冲压缩过程中的频谱结构，使其失配滤波后对应的脉冲压缩输出产生接近相同的旁瓣结构，进而有效抑制距离旁瓣调制效应。

技术领域

本发明属于脉冲多普勒雷达信号处理的技术领域，具体涉及一种针对雷达波形分集的联合失配滤波器及其设计方法。

背景技术

雷达波形分集技术是指根据特定的雷达作业场景和任务，通过优化和改变雷达发射波形来获得最优的探测性能。由于脉冲间雷达波形的不断变化，雷达波形分集技术可以用于合成带宽技术、抗干扰、抗杂波等多种应用。近些年，也有学者提出雷达波形分集技术可以实现雷达通信一体化，即在脉冲间通过变化的雷达波形来调制通信信息，从而在实现雷达作用功能的前提下完成通信功能。

脉冲多普勒雷达通过测量脉冲间的多普勒变化来获得场景中运动目标的径向速度，而在脉冲多普勒雷达中应用雷达波形分集技术可以有效抗折叠杂波，有利于雷达对远距小目标的检测。然而，由于脉冲间发射不同的雷达波形，各脉冲的脉冲压缩结果具有不同的旁瓣结构，从慢时间的角度则可以看作为距离旁瓣调制(Range Sidelobe Modulation,RSM)。这种距离旁瓣效应会导致脉冲多普勒处理结果在多普勒维存在较高的旁瓣。对于雷达探测而言，较高的旁瓣会导致弱小目标被强散射目标或干扰的旁瓣淹没，严重影响探测性能。并且由于距离旁瓣调制效应通常是类噪声的，利用传统窗函数(汉明窗，切比雪夫窗等)抑制旁瓣的方法会失效。解决这一问题的关键则是在不影响或尽可能小地影响雷达作用性能的前提下，有效抑制距离旁瓣调制效应，从而可以利用传统窗函数加权方法抑制多普勒维旁瓣。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种针对雷达波形分集的联合失配滤波器及其设计方法，能够有效抑制距离旁瓣调制效应。

实现本发明的技术方案如下：

一种针对雷达波形分集的联合失配滤波器，其频域表达式集为{H_n(f)}，其中，

其中，(·)^*表示共轭运算，δ为设定的门限常数，s_n(t)表示雷达脉冲波形，j表示虚数单位，f为傅里叶变换频谱的频率，n为脉冲种类序号，1≤n≤N，N表示脉冲种类总数，t为单个脉冲的快时间。

一种针对雷达波形分集的联合失配滤波器的设计方法，计算雷达波形分集{s_n(t)|1≤n≤N}的傅里叶变换频谱集{S_n(f)}，其中，n为脉冲种类序号，t为单个脉冲的快时间，N表示脉冲种类总数，f为傅里叶变换频谱的频率；进而得到S_n(f)绝对值平方的平均值Γ(f)；并根据Γ(f)和{S_n(f)}得到加权系数集{W_n(f)}，δ为设定的门限常数，最后根据{W_n(f)}和{S_n(f)}得到频域表达式集{H_n(f)}，其中(·)^*表示共轭计算。

附图说明

图1为本发明针对雷达波形分集的联合失配滤波器设计方法流程图。

图2为本发明针对雷达波形分集的联合失配滤波器应用流程图；

图3为不同脉内频率编码信号的傅里叶变换频谱绝对值的平方示意图，(a)不经过联合失配滤波器处理，(b)经过联合失配滤波器处理；

图4为不使用本发明提出的联合失配滤波器处理的脉冲多普勒处理结果，多普勒维(a)不加窗，(b)加汉明窗；

图5为使用本发明提出的联合失配滤波器处理的脉冲多普勒处理结果，多普勒维(a)不加窗，(b)加汉明窗；