[发明专利]一种基于脉间相位频谱双捷变的波形设计方法

说明书

本发明公开了一种基于脉间相位频谱双捷变的波形设计方法，通过脉间采用相位编码、脉内采用不同的调制方式，使生成的PD雷达信号波形具有较强的距离选通特性，提高了对距离模糊与折叠杂波的抑制能力，同时，基于脉间相位频谱双捷变的信号降低了信号的可复制性，因此从雷达波形的角度掌握了干扰对抗的主动权。

技术领域

本发明属于雷达波形设计技术领域，具体涉及一种基于脉间相位频谱双捷变的波形设计方法。

背景技术

脉冲多普勒(Pulse Doppler，PD)雷达在距离维分辨的基础上利用回波的多普勒效应，可以实现在不同速度目标之间、运动目标与杂波之间的有效分辨。传统的PD雷达系统中，为实现脉冲间的相参累积及采用FFT进行快速计算，通常在一个相参处理周期(Coherent Processing Interval，CPI)内以固定的脉冲重复时间(Pulse RepetitionTime，PRT)或脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency，PRF)发射一连串完全相同的相参脉冲，通过对接收回波进行快时间脉冲压缩与慢时间傅立叶变换处理，实现回波能量的相参累积，从而获得目标的距离-速度二维分辨结果。

然而，由于传统PD雷达系统中PRT、载频、各脉冲脉内调制方式等参数的取值是固定不变的，因此雷达在一个CPI内发射的脉冲是相同的。从目标回波的角度看，雷达无法判断所检测的回波具体位于哪一个发射周期中，即对于时延超过一个PRT的远距目标，其回波将以PRT为单位，出现周期性的模糊，即距离模糊。从杂波的角度看，距离维与目标回波一样，杂波回波将以PRT为单位，产生距离维周期性的折叠，即杂波折叠现象。因此，对于杂波功率较强，杂波覆盖距离较远的场景，折叠的杂波会显著抬升杂波基底，严重影响远距离低速小目标的检测。

综上所述，现有技术中，由于PD雷达系统中PRT、载频、各脉冲脉内调制等参数均为固定值，导致了PD雷达系统的回波沿距离维出现了距离模糊与杂波折叠等问题，进而降低了远距离低速小目标的检测精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于脉间相位频谱双捷变的波形设计方法，能够生成具有较强距离选通特性的PD雷达波形，有效抑制传统PD雷达波形中存在的距离模糊与杂波折叠的问题。

本发明提供的一种基于脉间相位频谱双捷变的波形设计方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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：