[發(fā)明專利]基于線性調(diào)頻信號(hào)逼近期望功率譜的發(fā)射波形優(yōu)化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010820819.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN112098955A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 糾博;楊宇;高青松;黃金杰;謝少鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);西安電子工程研究所
• 主分類號(hào): G01S7/282
• 分類號(hào): G01S7/282;G01S7/35
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發(fā)明公開了一種基于線性調(diào)頻信號(hào)逼近期望功率譜的發(fā)射波形優(yōu)化方法，包括：獲取期望信號(hào)的功率譜和帶寬，并將期望信號(hào)的帶寬分為若干份，得到若干子帶寬；根據(jù)期望信號(hào)的功率譜和帶寬得到線性調(diào)頻子信號(hào)；在每個(gè)子帶寬內(nèi)，采用線性調(diào)頻子信號(hào)的功率譜逼近期望信號(hào)在該子帶寬內(nèi)的功率譜，得到擬合信號(hào)；采用擬合信號(hào)的功率譜逼近期望信號(hào)的功率譜，得到優(yōu)化的發(fā)射信號(hào)。本發(fā)明提供的基于線性調(diào)頻信號(hào)逼近期望功率譜的發(fā)射波形優(yōu)化方法逼近程度較好，得到的優(yōu)化的發(fā)射信號(hào)質(zhì)量較好，且該過程計(jì)算量小，優(yōu)化速度快，能夠滿足雷達(dá)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于線性調(diào)頻信號(hào)逼近期望功率譜的發(fā)射波形優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

雷達(dá)是一種利用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定它們的空間位置的電子設(shè)備。隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)系統(tǒng)在軍事和民用中的多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)雷達(dá)一般具有定向的窄波束。為了保證期望空域范圍內(nèi)所有目標(biāo)可以被有效地探測到，要求窄波束快速往復(fù)地在空域內(nèi)掃描；對(duì)于已探測到的目標(biāo)，能夠根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況調(diào)整波束指向，進(jìn)行目標(biāo)跟蹤；或者向已發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)發(fā)射特定的信號(hào)，進(jìn)行雷達(dá)成像、目標(biāo)分類和識(shí)別等。根據(jù)多任務(wù)的需求和實(shí)際場景的多變性，要求一部雷達(dá)同時(shí)具備多種功能，如實(shí)現(xiàn)搜索、跟蹤、成像等不同功能。目前通常采用對(duì)不同目標(biāo)發(fā)射不同信號(hào)以使得雷達(dá)實(shí)現(xiàn)不同的功能，這就需要對(duì)雷達(dá)波形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足需求。

目前，現(xiàn)有的對(duì)于實(shí)現(xiàn)雷達(dá)波形設(shè)計(jì)的算法大多基于傳統(tǒng)雷達(dá)的窄帶信號(hào)考慮，例如基于發(fā)射方向圖的相關(guān)矩陣設(shè)計(jì)和基于相關(guān)矩陣的恒模波形設(shè)計(jì)。對(duì)于前者，目前大多采用方向圖匹配模型，利用凸規(guī)劃方法及參量化相關(guān)矩陣法進(jìn)行求解。對(duì)于后者，主要通過對(duì)恒模波形的設(shè)計(jì)逼近最優(yōu)的相關(guān)矩陣或期望發(fā)射方向圖，有效的方法有循環(huán)算法(Cyclic Algorithm，CA)、發(fā)射端矩陣加權(quán)法以及迭代擬牛頓法等。

然而，上述方法的計(jì)算量均較大，優(yōu)化速度慢，難以滿足雷達(dá)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于線性調(diào)頻信號(hào)逼近期望功率譜的發(fā)射波形優(yōu)化方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于線性調(diào)頻信號(hào)逼近期望功率譜的發(fā)射波形優(yōu)化方法，包括：

獲取期望信號(hào)的功率譜和帶寬，并將所述期望信號(hào)的帶寬分為若干份，得到若干子帶寬；

根據(jù)所述期望信號(hào)的功率譜和帶寬得到線性調(diào)頻子信號(hào)；

在每個(gè)所述子帶寬內(nèi)，采用所述線性調(diào)頻子信號(hào)的功率譜逼近所述期望信號(hào)在該子帶寬內(nèi)的功率譜，得到擬合信號(hào)；

采用所述擬合信號(hào)的功率譜逼近所述期望信號(hào)的功率譜，得到優(yōu)化的發(fā)射信號(hào)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述期望信號(hào)的功率譜和帶寬得到線性調(diào)頻子信號(hào)，包括：

根據(jù)所述期望信號(hào)的功率譜和帶寬得到所述期望信號(hào)的總能量；

根據(jù)所述期望信號(hào)的總能量得到所述期望信號(hào)在每個(gè)子帶寬內(nèi)的能量函數(shù)表達(dá)式；

根據(jù)所述期望信號(hào)在每個(gè)子帶寬內(nèi)的能量函數(shù)表達(dá)式計(jì)算對(duì)應(yīng)的子帶寬，并將其作為線性調(diào)頻信號(hào)的子帶寬，得到線性調(diào)頻子信號(hào)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述期望信號(hào)在子帶寬內(nèi)的能量函數(shù)表達(dá)式為：

其中，E_s表示期望信號(hào)在子帶寬B_i內(nèi)的能量，B_i表示期望信號(hào)的子帶寬，P_0i(f)表示期望信號(hào)在子帶寬B_i內(nèi)的功率譜，N表示子帶寬個(gè)數(shù)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述線性調(diào)頻子信號(hào)的表達(dá)式為：