[發明專利]具有低截獲特性的多基地聲吶多址分辨信號生成方法

有效

• 申請號: 201710447521.5
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107132522B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 生雪莉;蘆嘉;石亞莉;陳洋;殷敬偉;郭龍祥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是一種具有低截獲特性的多基地聲吶多址分辨信號生成方法。1、計算多普勒約束條件下，Costas信號的互重合函數頻率軸最大距離；2、設置不同發射基地間Costas信號的嚴格正交性要求與同一發射基地內部Costas信號的寬松正交性要求；3、計算M階Costas序列的最大互重合函數矩陣；4、計算發射基地內部的Costas序列最大互重合點數與發射基地之間的Costas序列最大互重合點數；5、從Costas序列中選取N組正交的Costas序列集合分配給各個發射基地；6、構造合適數目的正交LS碼分配給各個發射基地；7、獲得Costas_LS碼。本發明能保障探測信號具有優良的低截獲性能，能使不同發射基地間的探測信號具備優良的正交性，同時改善同一發射基地內部探測信號的正交性。

技術領域

本發明涉及的是一種聲吶信號波形生成方法，具體地說是一種多基地聲吶信號波形生成方法。

背景技術

在水下監測網和水聲對抗中，聲吶是目標探測、識別、分類、定位以及跟蹤中的關鍵技術。主動聲吶因其可靠性高，定位性能好在水聲探測領域得到廣泛應用。面對日益復雜的水聲探測環境，如何在精確檢測目標，成為聲吶信號波形設計研究的重要問題，因而低截獲聲吶信號設計成為近年來研究的熱點問題。

聲吶低截獲信號設計的目標是保持或提高接收機處理增益的同時，使主動信號在時間軸和頻率軸上具有混沌性，增加截獲機檢測難度，手段上除采用低頻頻段外，主要遵循大時間帶寬積，復合頻(碼)制，隨機或非線性體制，時頻捷變等幾個原則。常用的低截獲信號包括Frank碼、Barker碼、Costas碼等相位或頻率編碼信號以及各種組合信號。其中Costas陣列的概念首次出現在1965年發表的一篇關于聲吶檢測的技術報告中，為了提高聲吶的性能，使用Costas陣列為具有最優自相關特性的聲吶系統描述了一種新穎的跳頻圖案，隨后將其作為論文發表。Costas編碼信號除具備大時間帶寬積，能量時頻域分布均勻的低截獲特性外，還兼顧了相關性能好，距離、速度分辨率高等優點。

LS碼是一種新型的擴頻碼-零相關窗互補碼，這種碼在一定的相對偏移內具有理想的自相關與互相關，構成零相關窗。應用零相關窗碼的同步CDMA系統將完全消除或大大降低系統的MAI與ISI(多徑擴展均在零相關窗內或超出的部分能量很小)。對于LS碼來說，當信道的多徑擴展小于零相關窗寬度時，其最佳多用戶接收機、解相關多用戶接收機和匹配濾波單用戶接收機是等價的；而當信道的多徑擴展大于零相關窗寬度時，使用匹配濾波器單用戶接收機則要大大損失容量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實現多基地聲吶探測信號的低截獲性與多址分辨能力的具有低截獲特性的多基地聲吶多址分辨信號生成方法。

本發明的目的是這樣實現的：

步驟1、獲取系統和目標參數，計算多普勒約束條件下，Costas信號的互重合函數頻率軸最大距離l；

步驟2、設置不同發射基地間Costas信號的嚴格正交性要求|R_cx_oss(τ,ξ)|≤r_L與同一發射基地內部Costas信號的寬松正交性要求|R_cross(τ,ξ)|≤r_H，R_cross(τ,ξ)表示兩個Costas信號的互相關系數，τ和ξ分別表示時域和頻域的時延，r_L為系統要求的不同發射基地間探測信號的滿足的互相關系數，r_H為系統要求的同一發射基地內部探測信號的滿足的互相關系數；

步驟3、選取Costas信號的階數M，計算全部M階Costas序列的最大互重合函數矩陣{C_max}_num×num；

步驟4、計算多普勒約束下，發射基地內部的Costas序列最大互重合點數C_H與發射基地之間的Costas序列最大互重合點數C_L；