[发明专利]一种梳状谱信号的宽带条件任意速度副本产生方法

说明书

本发明公开一种梳状谱信号的宽带条件任意速度副本产生方法，属于雷达/声呐应用中的发射波形领域。设计或者指定基于HFM子脉冲的PTFM发射信号参数；计算任意指定速度下的副本信号参数；建立任意速度下的参数化PTFM副本模型；初始化首个子脉冲的数字化参数；计算首个子脉冲的数字化样本序列；计算第i个子脉冲的数字化参数；计算第i个子脉冲的数字化样本序列；将子脉冲序列串接为PTFM数字化样本序列；构造多速度通道时的PTFM离散样本矩阵。本发明公开了在宽带条件下，任意速度下的基于HFM子脉冲的PTFM发射信号副本的参数化数学模型，并且据此模型给出了任意采样率下副本的数字化样本序列产生方法。

技术领域

本发明涉及雷达/声呐应用中的发射波形技术领域，特别涉及一种梳状谱信号的宽带条件任意速度副本产生方法。

背景技术

减震降噪技术的发展限制了被动声呐的用武之地，敷瓦消声技术的进步降低了中高频主动声呐的作用距离。大功率低频主动声呐已成为远程目标探测的首要手段，其接收波形中不仅包括目标回波还附带严重的混响干扰。声呐的抗混响性能与发射波形及目标速度有关。对常见的低速度高威胁目标，结论是梳状谱信号的抗混响性能突出。众多梳状谱信号中，调频脉冲串信号(PTFM)因恒幅度以及距离/速度分辨力易调整而具备突出应用价值。

现有PTFM由线性调频(LFM)子脉冲串接而成。LFM在窄带近似条件下易于通过频移重构副本，在宽带信号探测动目标的应用场景中，窄带近似条件被突破，基于窄带条件的重构副本与动目标回波失配，引起处理增益损失。而宽带条件下的LFM副本难以解析表达，插值并重新采样重构副本的做法计算代价高、误差大、不适于实时处理应用。因此，应重新设计宽带条件下易于解析重构的梳状谱信号。双曲线调频脉冲(HFM)在普适的宽带条件下具有速度不敏感性，易于宽带解析表达及重构，可用作PTFM子脉冲。

速度是分辨运动目标与静止干扰的主要特征信息。为探测非合作目标，需指定一组速度值重构速度敏感的梳状谱信号副本以匹配搜索目标回波。宽带条件下相对运动引发脉冲展缩，致使副本的子脉冲宽度随速度改变而通常不是采样周期的整数倍。为使脉冲展缩时通过采样实现精确数字化重构以匹配运动副本与动目标回波，应设计适用于任意速度下的PTFM副本参数模型，使得信号的幅度恒定相位连续而且各子脉冲严格同频带等脉宽以保持梳状谱信号的优异抗混响性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梳状谱信号的宽带条件任意速度副本产生方法，以实现脉冲展缩时通过采样实现精确数字化重构以匹配运动副本与动目标回波。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种梳状谱信号的宽带条件任意速度副本产生方法，包括：

步骤1、设计或者指定基于HFM子脉冲的PTFM发射信号参数；

步骤2、计算任意指定速度下的副本信号参数；

步骤3、建立任意速度下的参数化PTFM副本模型；

步骤4、初始化首个子脉冲的数字化参数；

步骤5、计算首个子脉冲的数字化样本序列；

步骤6、计算第i个子脉冲的数字化参数；

步骤7、计算第i个子脉冲的数字化样本序列；

步骤8、将子脉冲序列串接为PTFM数字化样本序列；

步骤9、构造多速度通道时的PTFM离散样本矩阵。

可选的，所述PTFM发射信号参数包括：子脉冲数N'、子脉冲宽度T'、子脉冲起始时刻的瞬时频率f₁'、子脉冲截止时刻的瞬时频率f₂'和幅度A'。

可选的，计算任意指定速度下的副本信号参数包括：

记声速为c，指定速度为v，v＞0表示目标远离，v＜0表示目标靠近；