[發明專利]一種基于提取參數分數時延的寬帶NLFM發射波束形成方法

有效

• 申請號: 202011355255.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112526458B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 蔣德富;何翱宇;鄧峣;李春生;丁曉偉;赫冉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周科技

1.一種基于提取參數分數時延的寬帶NLFM發射波束形成方法，其特征在于，該方法包括以下具體步驟：

步驟1、選用漢明窗作為信號功率譜產生非線性調頻信號波形，根據相位駐定原理得到信號的群延時函數和頻譜，信號的相位函數和波形函數s(t)；

步驟2、在基于TTD的通用均勻線陣發射波束形成結構，M個相同的全向天線陣元輻射延遲波中進行發射波束時延劃分，劃分為整數時延和分數時延；

步驟3、對參考陣元波形s₀(t)延后相應整數倍的采樣周期，再根據m陣元的分數時延F_m產生分數時延波形，實現不同陣元的信號時延；

步驟3-1、通過信號的相位多項式函數得出參考陣元信號的相位；

步驟3-2、根據參考陣元波形得出第m+1個陣元的延遲波形，0＜m＜M-1；

步驟3-3、計算出包絡時延和相移；

步驟3-4、根據包絡時延和相移得到第m+1個陣元的分數時延波形；

步驟4、計算出基于相位累加器與CORDIC RM模塊的通用數字信號處理結構的輸入參數；根據輸入參數生成寬帶NLFM信號分數時延波形，再進行整數時延，形成完整的寬帶NLFM發射波束。

2.根據權利要求1所述的基于提取參數分數時延的寬帶NLFM發射波束形成方法，其特征在于，所述步驟1中漢明窗的信號幅度譜|S(f)|滿足：

其中f為信號頻率，B為調頻帶寬；信號的群延時函數T(f)和頻譜f(t)為：

f(t)＝T^-1(f)

其中K₁為常系數；信號的相位函數和波形函數s(t)為：

0≤t≤T

其中T為調制波形的脈沖寬度，a(t)為包絡。

3.根據權利要求2所述的基于提取參數分數時延的寬帶NLFM發射波束形成方法，其特征在于，所述步驟2進行均勻線陣模型下的發射波束時延劃分，具體過程為：

設第一個陣元為參考陣元，m陣元相比參考陣元的傳播路徑差導致了時間差τ_tm：

其中θ_t為波達角，c為光速，d為陣元間距，M為陣元個數；

在遠場中，M個陣元時延后的發射信號s_m(t-τ_tm)的瞬時線性組合為合成信號x(t)：

其中s_m(t)為第m+1個陣元延時前的發射信號，0＜m＜M-1；δ(t-τ_tm)為s_m(t-τ_tm)函數的沖激函數；v(t-τ_m-τ_tm)為δ(t-τ_m)和δ(t-τ_tm)的卷積函數，τ_m為信號在發射時第m+1個陣元相對于參考陣元的真實時延；

根據采樣周期T_s，真實時延τ_m劃分為整數時延T_m和分數時延F_m為：

其中Int_m是整數時延的個數，Round(·)表示四舍五入到最近的整數。