[發明專利]噪聲雷達脈沖波形和低旁瓣脈沖壓縮相參積累處理方法

有效

• 申請號: 202010953816.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112346019B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 劉方正;曾瑞琪;韓振中;潘繼飛;王杰貴;唐希雯;武東明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282;G01S7/292
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 劉生昕

本發明公開噪聲雷達脈沖波形和低旁瓣脈沖壓縮相參積累處理方法,發明分為兩部分，第一部分為低峰均比隨機擬態噪聲雷達脈沖波形，包括以下步驟：以一定采樣率產生恒包絡波形序列作為低峰均比擬態噪聲脈沖波形序列模板，按照采樣長度產生隨機相位序列，將隨機相位序列映射到恒包絡波形序列從而生成低峰均比隨機擬態噪聲雷達脈沖波形。第二部分為針對多個隨機擬態噪聲脈沖波形的低旁瓣脈沖壓縮相參積累處理算法，包括以下步驟：接收信號下變頻采樣后的各個回波脈沖與對應的脈沖壓縮匹配副本進行脈沖壓縮，各個回波脈沖的脈沖壓縮結果相參處理獲得主瓣增益。

技術領域

本發明屬于雷達波形設計技術領域，涉及到噪聲雷達脈沖波形和低旁瓣脈沖壓縮相參積累處理方法。

背景技術

雷達波形的射頻隱身設計是雷達和雷達對抗領域的關鍵技術，噪聲雷達波形設計是雷達波形射頻隱身設計中的重要內容，利用隨機噪聲探測目標是對抗敵方電子對抗雷達信號偵察、提高我方雷達作戰性能和戰場生存能力的有效途徑。利用隨機噪聲作為雷達探測波形有兩大難點問題，其一是隨機噪聲峰均比較高且難以控制，其二是隨機噪聲經過脈沖壓縮處理后旁瓣過高、壓縮處理增益較小。

為了使用噪聲波形作為探測波形以達到低截獲的目的，國內外從20世紀60年代至今做了大量研究。20世紀60年代末期，美國Purdue大學電機工程學院研制了一部最早的隨機噪聲試驗型雷達。20世紀70年代，美國Minnesota大學的Kaveh教授開始將隨機信號應用在脈沖體制的雷達中。隨著電子器件的發展，數字雷達與數字脈沖壓縮處理成為現代雷達的主流。受ADC器件和放大器等射頻器件的動態范圍限制，雷達波形必須滿足低峰均比要求，不能完全由隨機噪聲充當；同時抑制脈沖壓縮后的旁瓣也成為噪聲雷達研究的核心難題。噪聲雷達波形研究來到了低峰均比擬態噪聲波形和其脈沖壓縮處理算法的時代。近年來，噪聲波形領域比較由代表性的研究是JLiang和李秀友從波形迭代優化的角度，以恒模隨機相位波形的隨機相位為變量，以單脈沖壓縮旁瓣的引申量品質因素(MF)(波形自相關函數主瓣能量和兩側副瓣能量和之比)為目標函數，對噪聲波形進行的研究。兩人的研究都獲得了具有低旁瓣、低峰均比的恒模隨機相位波形，但方法都包含了大量的迭代計算，且大大約束了波形相位的隨機性。同時J.Liang的研究指出波形的脈沖壓縮旁瓣和頻域平坦度有關，普遍規律是波形的頻域越平坦，脈沖壓縮旁瓣越低；而波形頻域的平坦度和波形時域峰均比有關，普遍規律是波形頻域越平坦，時域峰均比越大，因此從波形單脈沖壓縮旁瓣的角度優化波形需要在波形的峰均比和脈沖壓縮旁瓣上折衷。

發明內容

本發明提出噪聲雷達脈沖波形和低旁瓣脈沖壓縮相參積累處理方法，該擬態噪聲波形具有低峰均比特性、時頻域呈噪聲狀分布、有良好的射頻隱身性能，其信號處理采用先單個脈沖壓縮，后多脈沖相參處理的方法抑制旁瓣，避開了單脈沖壓縮旁瓣優化的方法，使得波形受到的約束小、隨機性強。本發明提出的波形產生和信號處理方法能夠在保持雷達波形探測特性的同時，使波形具有反電子對抗偵察的射頻隱身性能，能夠有效提高雷達作戰性能和戰場生存能力。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

噪聲雷達脈沖波形和低旁瓣脈沖壓縮相參積累處理方法，包括以下步驟：

S1、利用滿足奈奎斯特采樣定理的采樣率采樣恒包絡波形獲得恒包絡波形序列作為樣本；

S2、通過隨機改變樣本恒包絡波形序列相位的方法得到低峰均比隨機擬態噪聲雷達脈沖波形序列；

S3、低峰均比隨機擬態噪聲雷達脈沖波形序列通過數模轉換、濾波、上變頻、濾波后形成低峰均比隨機擬態噪聲雷達射頻脈沖，用作探測目標的位置；

S4、低峰均比隨機擬態噪聲雷達射頻脈沖經目標反射后形成隨機擬態噪聲回波脈沖，經過接受系統濾波、下變頻、濾波、采樣后形成隨機擬態噪聲回波脈沖序列；

S5、隨機擬態噪聲回波脈沖序列與對應的匹配序列進行脈沖壓縮處理獲得隨機擬態噪聲單脈沖壓縮結果；