[發明專利]一種非線性調頻信號的實時生成方法及裝置

有效

• 申請號: 201910045019.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109765528B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 金國棟;沙瑜;劉開雨;王宇;鄧云凱;劉大成;王偉;龍雅君;張永偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 周麗莎;張穎玲

本發明公開了一種非線性調頻NLFM信號的實時生成方法，包括：根據系統參數確定信號的信號參數；其中，所述信號參數至少包括：信號帶寬、信號脈寬和峰值旁瓣比PSLR；根據所述PSLR確定功率譜密度函數；對所述功率譜密度函數進行計算，得到群延時向量；根據系統采樣率計算頻率軸向量；根據所述信號脈寬計算時間軸向量；利用所述頻率軸向量和所述時間軸向量對所述群延時向量進行線性插值計算，得到瞬時頻率向量；對所述瞬時頻率向量進行積分，得到相位向量；根據相位向量確定信號時域離散向量；根據所述信號時域離散向量生成數字信號，并將所述數字信號進行數模轉換，得到NLFM信號。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，尤其涉及一種非線性調頻(Non-LinearFrequency Modulation，NLFM)信號的實時生成方法及裝置。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)能夠全天時，全天候，全球對地觀測，應用廣泛。目前，線性調頻(Linear Frequency Modulation，LFM)信號是SAR系統中最常用的發射波形，將這種波形通過匹配濾波后，生成的響應函數，經歸一化后的峰值旁瓣比(Peak Side Lobe Ratio，PSLR)為-13分貝(decibel，dB)。為了抑制旁瓣的高度，通常采用加權窗函數、自適應濾波和優化算法，但是，這些方法會使匹配濾波器失配，降低輸出的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)。

相比于LFM信號，NLFM信號的脈沖壓縮結果可以獲得很低的PSLR，并且，這一過程并沒有損失輸出SNR。通過相關實驗，NLFM信號可以避免SNR的1～2dB損失，相當于節省天線發射功率25％，對于能量緊缺的雷達系統中，采用NLFM信號作為發射波形可以提升系統性能。

目前常用的技術手段是通過地面處理計算得到信號的離散值，再把該信號的離散值保存到現場可編程門陣列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)的只讀存儲器(Read-Only Memory，ROM)。在使用時讀取ROM保存的離散數據，進行數模轉換，生成NLFM信號。而這種方法需要先采集信號并保存后，才能調用并轉換生成NLFM信號，受制于ROM有限的存儲空間，這種存儲模式導致NLFM信號只能用于科學實驗，無法進行工程推廣。

因此，如何縮短生成NLFM信號的時間，實現NLFM信號的實時生成是目前亟待解決的難題。

發明內容

本發明實施例提供一種NLFM信號的實時生成方法和裝置。

本發明實施例提供一種NLFM信號的實時生成方法，包括：

根據系統參數確定信號的信號參數；其中，所述信號參數至少包括：信號帶寬、信號脈寬和峰值旁瓣比PSLR；

根據所述PSLR確定功率譜密度函數；

對所述功率譜密度函數進行計算，得到群時延向量；

根據系統采樣率計算頻率軸向量；

根據所述信號脈寬計算時間軸向量；

利用所述頻率軸向量和所述時間軸向量對所述群時延向量進行線性插值計算，得到瞬時頻率向量；

對所述瞬時頻率向量進行積分，得到相位向量；

根據相位向量確定信號時域離散向量；

根據所述信號時域離散向量生成數字信號，并將所述數字信號進行數模轉換，得到NLFM信號。

上述方案中，所述根據所述PSLR確定功率譜密度函數，包括：

根據所述PSLR獲得與所述PSLR對應的窗函數，根據所述窗函數確定功率譜密度函數。