[发明专利]一种高分辨海杂波的仿真方法

摘要

本发明提出了一种高分辨海杂波的仿真方法，通过获取具有明显空时纹理的高分辨海杂波数据，减小仿真数据与实测海杂波之间的差异。实现步骤为：设置待仿真高分辨海杂波的基本参数；获取待仿真高分辨海杂波的初始纹理矩阵；为初始纹理矩阵添加时间纹理；为时间纹理矩阵添加空间纹理；获取待仿真高分辨海杂波的初始散斑矩阵；对初始散斑矩阵添加脉间相关性并进行归一化；对归一化迭代矩阵添加多普勒偏移；获取仿真结果。本发明弥补了现有方法对涌浪空时纹理结构仿真结果的幅度起伏和空间相关性与实测海杂波对应特性相差较大的缺点，并且利用一阶自回归模型为脉冲序列添加相关性，可以更方便地控制待仿真高分辨海杂波的脉间去相关时间。

主权项

1.一种高分辨海杂波的仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)设置待仿真高分辨海杂波的基本参数：设置待仿真高分辨海杂波脉冲维的大小为n，距离维的大小为r，涌浪在某一固定点起伏的平均时间周期为T_s，涌浪在某一固定时间上相邻波峰间的平均距离为L_s，雷达脉冲重复周期为△T，距离分辨单元长度为△r，雷达回波波长为λ，形状参数为v，尺度参数为b，涌浪运动方向与雷达回波方向的夹角为脉间相关性迭代系数为ρ，其中，n≥2,n∈N^*，r≥2,r∈N^*，N^*表示正整数，v≥0,v∈R^*，b≥0,b∈R^*，R^*表示正实数；(2)获取待仿真高分辨海杂波的初始纹理矩阵V(n,r)：(2a)将待仿真高分辨海杂波的脉冲维的大小n、距离维的大小r、形状参数v和尺度参数b作为MATLAB软件中函数Gamrnd(·)的输入，得到Gamma矩阵其中，表示Gamma矩阵中第x个脉冲第y个距离单元上的元素，且服从独立同分布的参数为(v,b)的Gamma分布，x∈[1,n]，y∈[1,r]；(2b)对Gamma矩阵中的每个元素取倒数，得到待仿真高分辨海杂波的初始纹理矩阵V(n,r)：其中，vx,y表示初始纹理矩阵V(n,r)中第x个脉冲第y个距离单元上的元素，且vx,y服从独立同分布的参数为(v,b)的逆Gamma分布，x∈[1,n]，y∈[1,r]；(3)为初始纹理矩阵V(n,r)添加时间纹理：(3a)将待仿真高分辨海杂波的初始纹理矩阵V(n,r)的每个距离单元上的所有脉冲时间序列v·,y的前[n/NT]·NT个脉冲划分为长度为NT的脉冲块，若n>[n/NT]·NT，则将剩余的n‑[n/NT]·NT个脉冲也作为一个脉冲块；(3b)对每个脉冲块内的前[N_T/2]个数据进行升序排列，若脉冲块内数据量小于等于[N_T/2]，则对脉冲块内所有数据进行升序排列，若脉冲块的长度大于[N_T/2]，则对脉冲块内剩余数据进行降序排列，得到待仿真高分辨海杂波的时间纹理矩阵：其中，[·]表示取整运算；(4)为时间纹理矩阵添加空间纹理：将时间纹理矩阵中第y个距离单元的所有脉冲相对于第y‑1个距离单元的所有脉冲沿脉冲维减小的方向移动N_r个脉冲，得到待仿真高分辨海杂波的空时纹理矩阵τ(n,r)：其中，(5)获取待仿真高分辨海杂波的初始散斑矩阵w(n,r)：将待仿真高分辨海杂波的参数n和r作为MATLAB软件中函数randn(·)的输入，得到待仿真高分辨海杂波的初始散斑矩阵w(n,r)：其中，i表示虚数单位，px,y和qx,y表示初始散斑矩阵w(n,r)中第x个脉冲第y个距离单元上元素的实部和虚部，且px,y和qx,y服从独立同分布的零均值单位方差的高斯分布，x∈[1,n]，y∈[1,r]；(6)对初始散斑矩阵w(n,r)添加脉间相关性并进行归一化：(6a)利用待仿真高分辨海杂波的初始散斑矩阵w(n,r)和待仿真高分辨海杂波的脉间相关性迭代系数ρ，计算具有脉间相关性的待仿真高分辨海杂波的迭代矩阵X(n,r)：X(n,r)＝ρX(n‑1,r)+w(n,r)(6b)利用待仿真高分辨海杂波的脉间相关性迭代系数ρ和迭代矩阵X(n,r)，计算归一化迭代矩阵(7)对归一化迭代矩阵添加多普勒偏移：利用多普勒偏移f_d和归一化迭代矩阵计算待仿真高分辨海杂波的散斑矩阵u(n,r)：(8)获取仿真结果：利用空时纹理矩阵τ(n,r)和散斑矩阵u(n,r)，计算高分辨海杂波矩阵c(n,r)。