[發(fā)明專利]一種具有較低自相關(guān)性能的正交離散頻率編碼的設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810045289.3
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN101241180A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉波;何子述;成芳;李軍;李會(huì)勇;嚴(yán)濟(jì)鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G01S7/36;G01S13/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及MIMO雷達(dá)正交離散頻率編碼的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)在應(yīng)用中存在許多問題，如在探測弱目標(biāo)時(shí)容易被截獲、強(qiáng)雜波信號(hào)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍過大、良好的動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI)和動(dòng)目標(biāo)檢測(MTD)性能要求對系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定度，相位噪聲和系統(tǒng)雜散等都提出了很高的要求。

MIMO雷達(dá)技術(shù)能夠很好地解決上述問題，在發(fā)射端，每個(gè)陣元(或子陣)全向發(fā)射相互正交的信號(hào)波形，正交波形在空間不能相干疊加，從而形成寬的發(fā)射波束，使得信號(hào)的抗截獲能力增強(qiáng)。回波信號(hào)為所有信號(hào)的延遲合成，在接收端，通過匹配濾波器組來分離回波信號(hào)中的各正交分量，然后用數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)來獲得窄的接收波束，獲得較高的測角精度；同時(shí)使用長時(shí)間積累技術(shù)獲得高的速度分辨；也提高低速目標(biāo)檢測的能力。(見文獻(xiàn)：MIMO雷達(dá)概念及其技術(shù)特點(diǎn)分析，何子述，韓春林，劉波；電子學(xué)報(bào)2005，33(12A)：Page(s)：2441-2445)。

由于MIMO雷達(dá)需要發(fā)射相互正交的信號(hào)，因此設(shè)計(jì)正交性良好的波形是MIMO雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題。為了避免自干擾和檢測混淆，MIMO雷達(dá)正交波形需要精心設(shè)計(jì)，高距離分辨率及多目標(biāo)分辨率要求信號(hào)的非周期自相關(guān)函數(shù)(ACF)有低的峰值旁瓣電平。MIMO雷達(dá)用匹配濾波分離回波信號(hào)的處理方法要求信號(hào)間有低的互相關(guān)峰值電平(見文獻(xiàn)：Ubiquitous?MIMO?Multifunction?Digital?Array?Radar?and?the?Role?of?Time-Energy?Management?inRadar，Rabideau，D.J.；Parker?P；MIT?Lincoln?Laboratory?Project?Report，10?MAR?2004；MIMOradar：An?idea?whose?time?has?come，F(xiàn)ishler，E.；Haimovich，A.；Blum，R.；et?al；Proc.Of?the?IEEEInt.Conf.on?Radar.Philadelphia，PA，April?2004)。

正交波形可以通過頻分的方式來實(shí)現(xiàn)，也可以通過編碼的方式來實(shí)現(xiàn)。頻率編碼(DFCW)已經(jīng)被廣泛用于雷達(dá)系統(tǒng)來使雷達(dá)系統(tǒng)具有高距離分辨力和良好的檢測性能(見文獻(xiàn)：Highresolution?radar，Wehner，D.R.；Boston，MA：A?rtech?House，1995)。正交DFCW(O-DFCW)有較低的互相關(guān)屬性(見文獻(xiàn)：Discrete?frequency-coding?waveform?design?for?netted?radar?systems，Deng，H.；IEEE?Signal?Processing?Letters，Volume：11?Issue：2，2004，Page(s)：179-182，“組網(wǎng)雷達(dá)系統(tǒng)DFCW設(shè)計(jì)”)，其可以采用優(yōu)化算法獲得，十分靈活。但是O-DFCW具有較高的自相關(guān)峰，從而限制了其在MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用(見文獻(xiàn)：Comments?on?DiscreteFrequency-coding?Waveform?Design?for?Netted?Radar?Systems，Bo?Liu；Zishu?He；IEEE?SignalProcessing?Letters，to?appear，“評(píng)論組網(wǎng)雷達(dá)系統(tǒng)DFCW設(shè)計(jì)”)。

遺傳算法(GA)：GA算法的核心思想就是模仿自然界生物進(jìn)化過程的“適者生存”原理而進(jìn)行的一種多參數(shù)、多群體同時(shí)優(yōu)化方法，是解決搜索和優(yōu)化問題的魯棒方法。它通過隨機(jī)遺傳算子來產(chǎn)生更好的個(gè)體。通常所用的遺傳算子有選擇，交叉及變異[見文獻(xiàn)：Goldberg，D.E.；Genetic?algorithms，1989]。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有較低自相關(guān)峰的正交離散頻率編碼的設(shè)計(jì)方法，通過本發(fā)明可以設(shè)計(jì)出具有較低自相關(guān)性得正交離散頻率編碼，滿足MIMO雷達(dá)的應(yīng)用需求。

本發(fā)明主要是通過修改DFCW中子脈沖的調(diào)制來降低DFCW自相關(guān)旁瓣，再采用改進(jìn)的遺傳算法(MGA)來搜索具有良好自相關(guān)及互相關(guān)的O-DFCW_LFM編碼。

為描述方便，首先進(jìn)行描述如下定義：

MIMO雷達(dá)：采用多個(gè)天線發(fā)射信號(hào)，多個(gè)天線接收回波的任意雷達(dá)，其可以看成相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，信號(hào)形式及系統(tǒng)構(gòu)成靈活，易擴(kuò)展。