[發(fā)明專利]基于遺傳算法的超低脈壓旁瓣連續(xù)NLFM波形設(shè)計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111157524.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN113917400A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢宇雷;匡華星;張玉濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于遺傳算法的超低脈壓旁瓣連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)方法。針對(duì)傳統(tǒng)連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)中，需要在多個(gè)參數(shù)的參數(shù)空間內(nèi)，全局搜索合適的多參數(shù)組合導(dǎo)致計(jì)算開銷較大這一不足。本發(fā)明基于連續(xù)非線性調(diào)頻信號(hào)，提出了一種基于遺傳算法的超低脈壓旁瓣連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)方法。該方法結(jié)合遺傳算法和連續(xù)非線性調(diào)頻信號(hào)波形設(shè)計(jì)算法，利用遺傳算法優(yōu)化連續(xù)非線性調(diào)頻信號(hào)波形設(shè)計(jì)中的參數(shù)選擇過(guò)程，從而減少波形設(shè)計(jì)過(guò)程在參數(shù)空間搜索參數(shù)所需要的次數(shù)，繼而有效地降低連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)的計(jì)算開銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)波形設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及超低脈壓旁瓣非線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)波形設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自從脈沖壓縮(脈壓)概念和技術(shù)被提出以來(lái)，因?yàn)槠淠軌蚴沟美走_(dá)系統(tǒng)具有高靈敏度的目標(biāo)檢測(cè)能力、良好的成像能力等性能，脈沖壓縮已經(jīng)成為了現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的一個(gè)重要處理技術(shù)。但是，通過(guò)脈沖壓縮技術(shù)處理雷達(dá)信號(hào)得到的結(jié)果具有較高的旁瓣，所以雷達(dá)回波中較弱散射目標(biāo)可能被強(qiáng)散射目標(biāo)旁瓣遮蔽。超低脈壓旁瓣技術(shù)能夠有效地抑制脈壓結(jié)果中的旁瓣，減少?gòu)?qiáng)散射目標(biāo)旁瓣對(duì)于弱散射目標(biāo)的遮蔽現(xiàn)象，從而提高雷達(dá)對(duì)于弱小目標(biāo)的探測(cè)能力。作為一種超低脈壓旁瓣技術(shù)，連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)方法，通過(guò)根據(jù)給定的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)特定的波形，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的超低旁瓣脈壓處理。

然而，傳統(tǒng)連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)中，需要在多個(gè)參數(shù)的參數(shù)空間內(nèi)，搜索得到合適的多參數(shù)組合，從而完成波形設(shè)計(jì)。參數(shù)空間的全局搜索給波形設(shè)計(jì)過(guò)程造成很大的計(jì)算開銷，因此，降低連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)的計(jì)算開銷是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)存在不足，基于連續(xù)非線性調(diào)頻信號(hào)，提出了一種基于遺傳算法的超低脈壓旁瓣連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)方法。該方法結(jié)合遺傳算法和連續(xù)非線性調(diào)頻信號(hào)波形設(shè)計(jì)算法，利用遺傳算法優(yōu)化連續(xù)非線性調(diào)頻信號(hào)波形設(shè)計(jì)中的參數(shù)選擇過(guò)程，從而減少波形設(shè)計(jì)過(guò)程在參數(shù)空間搜索參數(shù)所需要的次數(shù)，繼而有效地降低連續(xù)非線性調(diào)頻波形設(shè)計(jì)的計(jì)算開銷。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

步驟1：首先根據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)的要求設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，主要包含信號(hào)的脈沖寬度，帶寬，采樣率等基本參數(shù)。對(duì)于連續(xù)非線性調(diào)頻(NLFM)信號(hào)的三個(gè)參數(shù)選擇一定的取值范圍和步長(zhǎng)。根據(jù)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行編碼和初始種群生成。

步驟2：根據(jù)現(xiàn)有種群中個(gè)體的編碼所映射的連續(xù)NLFM信號(hào)參數(shù)，完成連續(xù)NLFM信號(hào)的脈沖壓縮，并采用脈壓壓縮結(jié)果的最高旁瓣進(jìn)行個(gè)體適應(yīng)度評(píng)估。

步驟3：對(duì)于種群中的個(gè)體的適應(yīng)度采用所有適應(yīng)度的累加值進(jìn)行歸一化，隨后根據(jù)設(shè)定的選擇概率P_s，對(duì)于種群中的個(gè)體進(jìn)行選擇。適應(yīng)度歸一化之后，適應(yīng)度大于選擇概率P_s的個(gè)體被選擇出來(lái)。

步驟4：根據(jù)設(shè)定的交叉概率P_c對(duì)于選擇后種群個(gè)體進(jìn)行交叉操作。

步驟5：根據(jù)設(shè)定的變異概率P_m對(duì)于交叉操作之后的種群個(gè)體進(jìn)行變異操作。

步驟6：檢查當(dāng)前的進(jìn)化次數(shù)是否達(dá)到最大值，如果沒(méi)有達(dá)到最大值，轉(zhuǎn)到步驟2；如果達(dá)到最大值，進(jìn)入步驟7.

步驟7：輸出種群中適應(yīng)度最優(yōu)的個(gè)體，并根據(jù)該個(gè)體對(duì)應(yīng)的波形設(shè)計(jì)參數(shù)，得到最終的超低旁瓣連續(xù)NLFM波形。

相比于傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)如下：

本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)連續(xù)NLFM波形設(shè)計(jì)中參數(shù)空間全局搜索導(dǎo)致的大量計(jì)算開銷，通過(guò)引入遺傳算法優(yōu)化參數(shù)搜索過(guò)程，減少參數(shù)搜索次數(shù)，從而降低連續(xù)NLFM波形設(shè)計(jì)的計(jì)算開銷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明處理流程示意圖。

具體實(shí)施方式