正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形設計方法

2023-05-22 14:29:56 3

正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形設計方法
【專利摘要】本發明公開了一種正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形設計方法，主要解決現有方法不能進一步降低多站雷達波形都卜勒旁瓣的問題。其實現步驟是：（1）根據實際的多站雷達系統，確定多站雷達波形的碼元長度Ns和波形個數Nt；（2）根據多站雷達波形的碼元長度Ns和波形個數Nt設計低都卜勒旁瓣的雷達波形並確定都卜勒調製頻率fn；（3）根據都卜勒調製頻率fn確定一組都卜勒調製向量ad(fn)；（4）使用都卜勒調製向量ad(fn)對低都卜勒旁瓣的雷達波形進行調製，得到正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形X。本發明具有降低多站雷達波形都卜勒旁瓣的優點，可用於抑制多站雷達波形的都卜勒旁瓣。
【專利說明】正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形設計方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於雷達【技術領域】，具體的說是一種設計多站雷達波形的方法，用於抑制多站雷達波形的互相關和都卜勒旁瓣。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，雷達所面臨的環境也越來越複雜，對於雷達本身的要求也越來越高。傳統雷達大多單站工作，這不利於情報的獲取與共享，因此多站雷達技術逐漸得到發展。多站雷達中的每個雷達，有時觀測不同的空間區域，以擴大空間警戒範圍；有時觀測同一個區域，以提高雷達參數估計精度和檢測性能。為了避免多站雷達中每個雷達發射的信號相互幹擾，要求多站雷達波形相互正交，即波形具有低的自相關旁瓣和互相關水平。另外，雷達探測運動目標時存在都卜勒頻率失配的問題，為了降低都卜勒頻率失配問題對雷達性能的影響，要求雷達波形的都卜勒旁瓣要低。根據波形相互正交和低都卜勒旁瓣這兩個要求，研究人員對多站雷達的波形設計問題進行了深入的研究。
[0003]目前，已經提出了許多的多站雷達正交波形設計方法。Deng Hai在2004年提出了使用模擬退火和鄰域搜索的方法設計正交多相碼雷達波形；劉波和何子述等人在2006年提出了使用遺傳算法和鄰域搜索的方法設計正交頻率編碼波形；Li Jian和He Hao在2009年提出了基於FFT的循環算法以設計連續相位的正交編碼波形；另外，還有基於改進的Fletcher-Reeves算法以及基於序列二次規划算法的波形設計方法。但是，上述算法只保證了多站雷達波形的正交`性，並沒有考慮都卜勒旁瓣的問題。Hammad和David等人在2006年提出了採用互補Frank碼設計低都卜勒旁瓣的正交多相碼波形，該方法雖然可以降低多站雷達波形的都卜勒旁瓣，但是仍然不能滿足實際應用的要求。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於針對上述已有方法的缺點，提出一種正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形設計方法，以進一步降低多站雷達波形的都卜勒旁瓣，滿足實際應用的要求。
[0005]實現本發明目的的技術思路是:以最小化都卜勒頻帶寬度內的都卜勒旁瓣為準貝U，設計一個低都卜勒旁瓣的雷達波形，使用多個不同都卜勒頻率對此雷達波形進行都卜勒調製，得到一組正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形，其具體步驟包括如下:
[0006]I)根據實際需求和多站雷達中雷達的個數，確定所要設計的多站雷達波形的碼元長度Ns和波形個數Nt ；
[0007]2)根據波形個數Nt和碼元長度Ns，以最小化都卜勒旁瓣的峰值旁瓣電平為準則，使用優化算法，優化設計一個碼元長度為Ns的低都卜勒旁瓣雷達波形?，，並確定Nt個都卜勒調製頻率fn，n = I,-,Nt:
[0008]如果波形個數Nt為偶數，則都卜勒調製頻率為:
【權利要求】
1.一種正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形設計方法，包括如下步驟: 1)根據實際需求和多站雷達中雷達的個數，確定所要設計的多站雷達波形的碼元長度Ns和波形個數Nt ； 2)根據波形個數Nt和碼元長度Ns，以最小化都卜勒旁瓣的峰值旁瓣電平為準則，使用優化算法，優化設計一個碼元長度為Ns的低都卜勒旁瓣雷達波形?，並確定Nt個都卜勒調製頻率 fn，η = I,…，Nt: 如果波形個數Nt為偶數，則都卜勒調製頻率為:
2.根據權利要求1所述的正交低都卜勒旁瓣的多站雷達波形設計方法，其中步驟2)所述的優化算法，採用遺傳算法或模擬退火算法或序列二次規划算法。
【文檔編號】G01S7/02GK103698751SQ201410012059
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月11日 優先權日:2014年1月11日
【發明者】周生華, 劉宏偉, 臧會凱, 王英華, 劉紅亮 申請人:西安電子科技大學