[发明专利]一种基于脉间相位频谱双捷变的波形设计方法

权利要求书

1.一种基于脉间相位频谱双捷变的波形设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、确定脉内调制方式，生成M种频谱捷变信号；

步骤2、定义任意两个频谱捷变信号间的二维互模糊函数为公式(1)所示：

其中，u(t)与v(t)均为频谱捷变信号，f_d为多普勒频移量，τ为时移量，t为时间轴，()^*为取共轭计算；

将所述步骤1中产生的M种频谱捷变信号代入公式(1)，即可得到M²个二维互模糊函数，取二维互模糊函数模值的最大值构建二维互模糊函数矩阵CAM_M×M；

步骤3、基于所述步骤2构建的二维互模糊函数矩阵CAM_M×M，采用动态规划算法产生长度为N的脉间频谱捷变脉冲串；

步骤4、利用混沌映射与量化的方式，生成一组码数为N的二相编码序列x_{phase_code}；

步骤5、以x_{phase_code}中的每个码片作为步骤3中获得的脉间频谱捷变脉冲串中每个脉冲的初相进行调制，得到脉间相位频谱双捷变脉冲串作为最终的PD雷达信号作为输出。

2.根据权利要求1所述的波形设计方法，其特征在于，所述步骤1中的脉内调制为选用相位编码的方式，所述相位编码包括巴克码、弗兰克码及霍夫曼码。

3.根据权利要求1所述的波形设计方法，其特征在于，所述步骤1中的脉内调制为选用非线性调频的方式，则所述M种频谱捷变信号的生成过程如下：

选择L种窗函数，利用窗函数产生L种非线性调频信号；从L种非线性调频信号中选择q种非线性调频信号，再对所述q种非线性调频信号的时频曲线进行加权求和得到M/2种非线性调频信号；最后，通过改变M/2种非线性调频信号的调频率的符号获得M种非线性调频信号，所述M种非线性调频信号即为所述M种频谱捷变信号。

4.根据权利要求1所述的波形设计方法，其特征在于，所述步骤3中基于所述步骤2构建的二维互模糊函数矩阵CAM_M×M，采用动态规划算法产生长度为N的脉间频谱捷变脉冲串的过程，包括如下步骤：

步骤3.1、从所述二维互模糊函数矩阵CAM_M×M中选出最小值对应的P对频谱捷变信号，再从P对频谱捷变信号中选择一对作为待产生脉冲串信号的起始信号；设置所述待产生脉冲串信号中脉冲序号p的初始值为3；

步骤3.2、采用如下公式计算需要优化的距离段数量RC：

RC＝2·R/(C·T_r)

其中，R为雷达探测距离，T_r为所述待产生脉冲串信号的脉冲重复时间，C为光速；

从所述步骤3.1确定的起始信号开始以相邻的RC个脉冲作为优化单元OPC，设优化单元OPC包含的脉冲数为Lopc，即初始状态Lopc＝RC；若p≤Lopc，则执行步骤3.3；否则，将所述优化单元OPC右移一个脉冲，执行步骤3.3；

步骤3.3、从CAM_M×M中选出当前优化单元OPC中所有信号W_i的二维互模糊函数模值的最大值WO_i×M，再对WO_i×M的各项求和得到从SWO_1×M中选出最小值对应的信号，作为当前脉冲序号p处的信号；其中，i为信号的编号，且1≤i≤Q，Q为所述优化单元OPC中已确定的信号数，当OPC中的信号均确定时Q＝Lopc；

步骤3.4、若p不等于脉冲串长度N，则令p自加1，执行步骤3.2；否则，则保存当前优化结果，若Lopc不大于N-1，则令Lopc自加1，并使p＝3，按照所述步骤3.1中选择的起始信号，执行步骤3.2，若Lopc大于N-1，则执行步骤3.5；

步骤3.5、从所述步骤3.4中保存的所有优化结果中选择一组距离选通特性最佳的结果作为局部最优解，若P＝0，则执行步骤3.6；若P≠0，则令P自减1，且从所述步骤3.1中得到的信号中再选择一对与已选起始信号不同的信号，作为新的起始信号，执行步骤3.2；

步骤3.6、从所述步骤3.5确定的所有局部最优解中选择一组距离选通特性最佳的结果作为全局最优解，所述全局最优解为所述待产生脉间频谱捷变脉冲串信号。