[發(fā)明專利]一種基于脈寬捷變的LFM脈沖串信號波形設計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110800109.3
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113640753A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 范花玉;劉子豪;沙明輝;毛二可;任麗香;孫穎豪
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/282
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗

1.一種基于脈寬捷變的LFM脈沖串信號波形設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、確定待產(chǎn)生LFM脈沖串信號的參數(shù)，所述參數(shù)包括脈沖重復時間、脈寬T_p及帶寬B；根據(jù)所述脈沖重復時間確定所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號的脈寬捷變范圍，在所述脈寬捷變范圍內產(chǎn)生M種具有不同參數(shù)的LFM信號；

步驟2、定義任意兩個脈寬捷變LFM信號間的二維互模糊函數(shù)為公式(1)所示：

其中，u(t)與v(t)均為脈寬捷變的LFM信號，f_d為多普勒頻移量，τ為時移量，t為時間軸，()^*為取共軛計算；

將所述步驟1中產(chǎn)生的M種LFM信號代入公式(1)，即可得到M²個二維互模糊函數(shù)，取二維互模糊函數(shù)模值的最大值構建二維互模糊函數(shù)矩陣CAM_M×M；

步驟3、基于所述步驟2構建的二維互模糊函數(shù)矩陣CAM_M×M，采用動態(tài)規(guī)劃算法產(chǎn)生長度為N的基于脈寬捷變的LFM脈沖串作為所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的LFM脈沖串信號波形設計方法，其特征在于，所述步驟1中在所述脈寬捷變范圍內產(chǎn)生M種具有不同參數(shù)的LFM信號的方式為：首先在所述脈寬捷變范圍內產(chǎn)生M/2種具有不同脈寬的LFM信號，且產(chǎn)生的所述LFM信號均包含公式(2)所示的正調頻率與負調頻率：

其中，k＝B/T_p為LFM信號的調頻率，j為虛數(shù)單位，t為LFM脈沖串信號的時間軸。

3.根據(jù)權利要求1所述的LFM脈沖串信號波形設計方法，其特征在于，所述步驟3中基于所述步驟2構建的二維互模糊函數(shù)矩陣CAM_M×M，采用動態(tài)規(guī)劃算法產(chǎn)生長度為N的基于脈寬捷變的LFM脈沖串作為所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號的過程，包括如下步驟：

步驟3.1、從所述二維互模糊函數(shù)矩陣CAM_M×M中選出最小值對應的P對LFM信號，再從P對LFM信號中選擇一對作為所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號的起始信號；設置所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號中脈沖序號p的初始值為3；

步驟3.2、采用公式(3)計算需要優(yōu)化的距離段數(shù)量RC：

RC＝2·R/(C·T_r) (3)

其中，R為雷達探測距離，T_r為所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號的脈沖重復時間，C為光速；

從所述步驟3.1確定的起始信號開始以相鄰的RC個脈沖作為優(yōu)化單元OPC，設OPC所包含的脈沖數(shù)為Lopc，則初始狀態(tài)Lopc＝RC；若p≤Lopc，則執(zhí)行步驟3.3；否則，將所述優(yōu)化單元OPC右移一個脈沖，執(zhí)行步驟3.3；

步驟3.3、從CAM_M×M中選出當前優(yōu)化單元OPC中所有信號W_i的二維互模糊函數(shù)模值的最大值WO_i×M，再對WO_i×M的各項求和得到從SWO_1×M中選出最小值對應的信號，作為當前脈沖序號p處的信號；其中，i為信號的編號，且1≤i≤Q，Q為所述優(yōu)化單元OPC中已確定的信號數(shù)，當OPC內信號都確定時，Q＝Lopc；

步驟3.4、若p不等于脈沖串長度N，則令p自加1，執(zhí)行步驟3.2；否則，則保存當前優(yōu)化結果，若Lopc不大于N-1，則令Lopc自加1，并使p＝3，按照所述步驟3.1中選擇的起始信號，執(zhí)行步驟3.2，若Lopc大于N-1，則執(zhí)行步驟3.5；

步驟3.5、從所述步驟3.4中保存的所有優(yōu)化結果中選擇一組距離選通特性最佳的結果作為局部最優(yōu)解，若P＝0，則執(zhí)行步驟3.6；若P≠0，則令P自減1，且從所述步驟3.1中得到的信號中再選擇一對與已選起始信號不同的信號，作為新的起始信號，執(zhí)行步驟3.2；

步驟3.6、從所述步驟3.5確定的所有局部最優(yōu)解中選擇一組距離選通特性最佳的結果作為全局最優(yōu)解，所述全局最優(yōu)解為所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號。

4.根據(jù)權利要求3所述的LFM脈沖串信號波形設計方法，其特征在于，所述優(yōu)化單元包含3個脈沖。

5.根據(jù)權利要求1所述的LFM脈沖串信號波形設計方法，其特征在于，所述步驟1中根據(jù)所述脈沖重復時間確定所述待產(chǎn)生LFM脈沖串信號的脈寬捷變范圍的方式為：所述脈寬捷變范圍是指LFM信號的脈寬占整個脈沖重復周期的比值的取值范圍是[5％,25％]。