[發明專利]一種改善天波雷達慢時間相位編碼信號多普勒容限的方法

在審

• 申請號: 202110398467.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112965034A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 毛興鵬;張柔;耿鈞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

1.一種改善天波雷達慢時間相位編碼信號多普勒容限的方法，其特征在于：所述方法具體過程為：

步驟1：設天波MIMO雷達發射站有M個發射陣元，在整個相參積累時間內，相參積累N個探測周期的信號，N個探測周期信號構成一組慢時間相位編碼信號，則第m個發射陣元發射的信號為：

其中P表示慢時間脈沖個數，N為快時間相位編碼信號碼元個數，T表示快時間相位編碼信號的脈沖寬度；為慢時間相位編碼，表示第m個發射陣元第p個發射脈沖的初相，m＝1,2,…,M；ψ_k(n)為快時間相位，表示第k個正交信號第n個碼元的相位，k＝1,2,…,K；t為0-T內采樣時間；u()為矩形脈沖函數；j為虛數單位，j²＝-1；

步驟2：慢時間相位編碼

其中a₀＝1/MT；a₀為相鄰頻率間隔；M為發射陣元個數；

步驟3：根據天波MIMO雷達要求的最大多普勒容限，確定快時間相位編碼信號的脈沖寬度T；

步驟4：根據快時間相位編碼信號的脈沖寬度T，計算快時間正交信號的個數；

步驟5：雷達距離分辨率表示為基于雷達距離分辨率計算快時間相位編碼的帶寬；

基于快時間相位編碼的帶寬，計算快時間相位編碼信號的碼元寬度；

步驟6：根據步驟3得到的快時間相位編碼信號的脈沖寬度T和步驟5得到的快時間相位編碼信號的碼元寬度，計算快時間相位編碼的碼元個數；

步驟7：基于步驟4選取的正交信號個數和步驟6確定的快時間相位編碼的碼元個數，得到優化后的快時間正交編碼多相集的相位矩陣；

步驟8：將步驟2得到的慢時間相位編碼和步驟7得到的優化后的快時間正交編碼多相集的相位矩陣代入步驟1中的表達式，得到最終MIMO雷達的發射信號。

2.根據權利要求1所述一種改善天波雷達慢時間相位編碼信號多普勒容限的方法，其特征在于：所述步驟3中根據天波MIMO雷達要求的最大多普勒容限，確定快時間相位編碼信號的脈沖寬度T；具體過程為：

根據最大無模糊速度v_max＝±λ/4MT，得到最大多普勒容限f_d與快時間相位編碼信號的脈沖寬度T的關系：

得到

其中λ為信號波長。

3.根據權利要求2所述一種改善天波雷達慢時間相位編碼信號多普勒容限的方法，其特征在于：所述步驟4中根據快時間相位編碼信號的脈沖寬度T，計算快時間正交信號的個數；具體過程為：

快時間相位編碼信號的脈沖寬度為T，LFMCW慢時間相位編碼信號的最大無模糊探測距離為：

R_max＝cT/2

用正交相位編碼信號代替LFMCW信號后，快時間上選取K個彼此正交的信號，使得雷達最大無模糊探測距離滿足天波MIMO雷達探測要求；

K＝2R_max/cT

其中c為光速，大小為3×10⁸m/s。

4.根據權利要求3所述一種改善天波雷達慢時間相位編碼信號多普勒容限的方法，其特征在于：所述步驟5中雷達距離分辨率表示為基于雷達距離分辨率計算快時間相位編碼的帶寬；

基于快時間相位編碼的帶寬，計算快時間相位編碼信號的碼元寬度；具體過程為：

雷達距離分辨率表示為基于雷達距離分辨率計算快時間相位編碼的帶寬B；

基于快時間相位編碼的帶寬B，計算快時間相位編碼信號的碼元寬度

5.根據權利要求4述一種改善天波雷達慢時間相位編碼信號多普勒容限的方法，其特征在于：所述步驟6中根據步驟3得到的快時間相位編碼信號的脈沖寬度T和步驟5得到的快時間相位編碼信號的碼元寬度，計算快時間相位編碼的碼元個數；表達式為：