[發(fā)明專利]一種針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器及其設計方法

有效

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• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN111025258B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 范花玉;孫穎豪;毛二可;任麗香
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S7/42
• 分類號: G01S7/42;G01S7/36;G01S7/41;G01S7/02;H03H17/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪;劉芳

本發(fā)明公開了一種針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器及其設計方法，僅通過脈沖寬度、脈內調制方式等變化來產生波形分集，再根據波形分集設計不同的失配濾波器，即聯(lián)合失配器，來改變脈沖壓縮過程中的頻譜結構，使其失配濾波后對應的脈沖壓縮輸出產生接近相同的旁瓣結構，進而有效抑制距離旁瓣調制效應。

技術領域

本發(fā)明屬于脈沖多普勒雷達信號處理的技術領域，具體涉及一種針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器及其設計方法。

背景技術

雷達波形分集技術是指根據特定的雷達作業(yè)場景和任務，通過優(yōu)化和改變雷達發(fā)射波形來獲得最優(yōu)的探測性能。由于脈沖間雷達波形的不斷變化，雷達波形分集技術可以用于合成帶寬技術、抗干擾、抗雜波等多種應用。近些年，也有學者提出雷達波形分集技術可以實現(xiàn)雷達通信一體化，即在脈沖間通過變化的雷達波形來調制通信信息，從而在實現(xiàn)雷達作用功能的前提下完成通信功能。

脈沖多普勒雷達通過測量脈沖間的多普勒變化來獲得場景中運動目標的徑向速度，而在脈沖多普勒雷達中應用雷達波形分集技術可以有效抗折疊雜波，有利于雷達對遠距小目標的檢測。然而，由于脈沖間發(fā)射不同的雷達波形，各脈沖的脈沖壓縮結果具有不同的旁瓣結構，從慢時間的角度則可以看作為距離旁瓣調制(Range Sidelobe Modulation,RSM)。這種距離旁瓣效應會導致脈沖多普勒處理結果在多普勒維存在較高的旁瓣。對于雷達探測而言，較高的旁瓣會導致弱小目標被強散射目標或干擾的旁瓣淹沒，嚴重影響探測性能。并且由于距離旁瓣調制效應通常是類噪聲的，利用傳統(tǒng)窗函數(shù)(漢明窗，切比雪夫窗等)抑制旁瓣的方法會失效。解決這一問題的關鍵則是在不影響或盡可能小地影響雷達作用性能的前提下，有效抑制距離旁瓣調制效應，從而可以利用傳統(tǒng)窗函數(shù)加權方法抑制多普勒維旁瓣。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器及其設計方法，能夠有效抑制距離旁瓣調制效應。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案如下：

一種針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器，其頻域表達式集為{H_n(f)}，其中，

其中，(·)^*表示共軛運算，δ為設定的門限常數(shù)，s_n(t)表示雷達脈沖波形，j表示虛數(shù)單位，f為傅里葉變換頻譜的頻率，n為脈沖種類序號，1≤n≤N，N表示脈沖種類總數(shù)，t為單個脈沖的快時間。

一種針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器的設計方法，計算雷達波形分集{s_n(t)|1≤n≤N}的傅里葉變換頻譜集{S_n(f)}，其中，n為脈沖種類序號，t為單個脈沖的快時間，N表示脈沖種類總數(shù)，f為傅里葉變換頻譜的頻率；進而得到S_n(f)絕對值平方的平均值Γ(f)；并根據Γ(f)和{S_n(f)}得到加權系數(shù)集{W_n(f)}，δ為設定的門限常數(shù)，最后根據{W_n(f)}和{S_n(f)}得到頻域表達式集{H_n(f)}，其中(·)^*表示共軛計算。

附圖說明

圖1為本發(fā)明針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器設計方法流程圖。

圖2為本發(fā)明針對雷達波形分集的聯(lián)合失配濾波器應用流程圖；

圖3為不同脈內頻率編碼信號的傅里葉變換頻譜絕對值的平方示意圖，(a)不經過聯(lián)合失配濾波器處理，(b)經過聯(lián)合失配濾波器處理；

圖4為不使用本發(fā)明提出的聯(lián)合失配濾波器處理的脈沖多普勒處理結果，多普勒維(a)不加窗，(b)加漢明窗；

圖5為使用本發(fā)明提出的聯(lián)合失配濾波器處理的脈沖多普勒處理結果，多普勒維(a)不加窗，(b)加漢明窗；