[發(fā)明專利]基于交替方向乘子法的頻率-碼型聯(lián)合捷變波形設計方法

在審

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• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113655446A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 孔繁鏘;杜盈;蔣宜林;伊明月;張勁東
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G06F17/10
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明公開了基于交替方向乘子法的頻率?碼型聯(lián)合捷變波形設計方法。所述方法包括：建立頻率?碼型聯(lián)合捷變的發(fā)射信號模型，其后建立該模型的模糊函數(shù)模型，并以最小化積分旁瓣為目標建立其優(yōu)化模型，最后通過交替方向乘子法對優(yōu)化模型求解，獲得優(yōu)化后的信號波形。本發(fā)明可有效解決頻率?碼型聯(lián)合捷變雷達脈沖壓縮后距離維旁瓣過高的問題，得到對弱小目標具有高檢測能力的雷達信號波形。

技術領域

本發(fā)明涉及頻率-碼型聯(lián)合捷變的技術領域。

背景技術

隨著電子對抗的日益加劇，頻率捷變雷達(Frequency AgilityRadar,FAR)和相位編碼雷達(Phase-Code Radar，PCR)僅僅通過一維調(diào)制方式已無法在電子戰(zhàn)中獲 得更好的生存，為了充分發(fā)揮雷達系統(tǒng)發(fā)射端的自由度，進一步提高雷達在電子 對抗中的生存能力，頻率-碼型聯(lián)合捷變雷達作為一種新雷達信號形式被提出來， 因其采用二維調(diào)制方式，故在抗干擾和低截獲概率方面具有更加明顯的優(yōu)勢。然 而該雷達信號脈沖壓縮處理后，不可避免地會出現(xiàn)過高的脈壓旁瓣，降低了對弱 小目標的檢測能力，如何設計具有低旁瓣的的頻率-碼型聯(lián)合捷變波形成為研究問 題的關鍵。

目前針對多相碼信號波形設計及旁瓣抑制問題已存在較多研究成果，如現(xiàn)有 技術中通過結(jié)合模擬退火算法的概率接收準則和蟻群算法的并行搜索，提出一種 有效的混合優(yōu)化算法，彌補模擬退火算法搜索效率低和蟻群算法容易陷入局部最 小值的缺點，設計出具有良好自相關和互相關性能的正交多相碼信號。

模糊函數(shù)(AmbiguityFunction,AF)作為雷達波形優(yōu)化設計的有效工具,近年來也引起了廣泛研究。現(xiàn)有技術中使用模糊函數(shù)來分析波形的多普勒靈敏度，提出 一種使用多頻率的波形集設計方法,以降低旁瓣，減少多普勒靈敏度。通過對信 號模糊函數(shù)的推導分析，建立相應的優(yōu)化目標函數(shù)，采用遺傳算法進行波形設計， 所不同的是分別采用了線性調(diào)頻-相位編碼信號，跳頻相位編碼信號形式進行研 究，優(yōu)點在于搜索過程不依賴于梯度信息，適用于解決復雜和非線性問題，缺點 在于搜索所得解可能是局部最優(yōu)解且優(yōu)化效率低。

目前借助模糊函數(shù)理論來進行頻率-碼型聯(lián)合捷變波形優(yōu)化設計的研究成果 還很少，頻率-碼型聯(lián)合捷變雷達脈沖壓縮后距離維旁瓣過高的問題仍然存在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種基于交替方向乘子法的頻率-碼型聯(lián)合捷變波形 設計方法，其可有效解決頻率-碼型聯(lián)合捷變雷達脈沖壓縮后距離維旁瓣過高的 問題，得到對弱小目標具有高檢測能力的雷達信號波形。

本發(fā)明首先提供了如下的技術方案：

基于交替方向乘子法的頻率-碼型聯(lián)合捷變波形設計方法，其包括：

S1：建立頻率-碼型聯(lián)合捷變的發(fā)射信號模型；

S2：建立所述發(fā)射信號模型的模糊函數(shù)中心條帶模型；

S3：建立所述模糊函數(shù)中心條帶模型的、以最小化積分旁瓣(ISL)為目標 的優(yōu)化模型；

S4：通過交替方向乘子法(ADMM法)對所述優(yōu)化模型進行求解，得到參 數(shù)優(yōu)化后的信號模型，獲得信號波形；

其中，所述模糊函數(shù)中心條帶模型通過所有發(fā)射信號的自模糊函數(shù)的疊加得 到。

根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施方式，所述頻率-碼型聯(lián)合捷變的發(fā)射信號通過 脈間頻率捷變及脈內(nèi)相位編碼調(diào)制形成。

根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施方式，所述ISL通過將所述中心條帶分別在速度 約束范圍及距離約束范圍上的各自等間隔離散性劃分得到。

根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施方式，所述速度約束范圍選自一個速度模糊間 隔。

其中，所述速度模糊間隔是指多普勒維柵瓣周期性出現(xiàn)的間隔。