[发明专利]微动目标正交极化雷达波形的生成方法

说明书

本发明公开了一种微动目标正交极化雷达波形的生成方法，包括生成基本波形、调制参数设置、微动相位调制、极化散射调制、雷达波形合成及天线极化发射。本发明以微动周期为一个调制周期，周期内每个脉冲的相位利用微动多普勒频率进行调制，再经正交极化双通道分别对每个脉冲的幅度利用动态极化散射系数进行调制，波形合成后得到微动目标极化雷达波形，最后经水平极化和垂直极化天线辐射。该方法能够根据设定的目标类型和微动形式，可以产生同时在幅度、多普勒频率和极化域受到微动效应调制的包含多个点散射体信号的雷达波形。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种微动目标正交极化雷达波形的生成方法。

背景技术

目标的微运动(或微动)是指：除目标主体的平移运动之外，目标或目标的任何结构部件的摆动、旋转或翻滚等运动。这种微运动引起雷达回波在幅度、多普勒频率和极化域受到附加的调制，使回波信号包含了与特定目标相关的专属信息和特征。目前，基于雷达回波的微动目标信号处理和特征提取技术已经广泛地应用在机械部件转动状态检测、发动机故障诊断、飞行器设计及其空气动力特性分析、人员运动及健康状态监测、空间目标探测与识别等民用和军用领域中。

在各种雷达系统设计和雷达信号处理技术开发过程中，回波信号模拟或回波模拟器可以提供关键的验证模型和测试数据，可有效地缩短产品研发周期和降低研发成本。但是，现有的微动目标雷达信号模拟或产生方法主要涉及在幅度域和多普勒频率域产生微动目标的雷达回波信号，还缺乏可以产生在极化域也受到微动效应调制的雷达波形的方法。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种微动目标正交极化雷达波形的生成方法，根据设定的目标类型和微动形式，可以产生同时在幅度、多普勒频率和极化域受到微动效应调制的包含多个点散射体信号的雷达波形。

本发明的技术方案是：一种微动目标正交极化雷达波形的生成方法，包括以下步骤：

步骤S1、生成基本波形

将目标表示为多散射中心模型，散射中心总数为N，微动周期为T_p；雷达基本波形采用调频脉冲串信号，参数设置为载波频率为f_c，脉冲时间宽度为τ，调制带宽为Δ，采样频率为f_s，脉冲重复间隔为T_r；在一个调频脉冲重复周期内，信号s[n]的序列长度为f_sT_r，幅度序列为α[n]，调频相位序列为β[n]，n＝0,1,2,...,f_sT_r-1，将s[n]写为解析信号表示为：

其中，矩形信号当

步骤S2、信号处理，包括以下分步骤：

S21、调制参数设置

以微动周期T_p为一个调制周期，一个微动周期内的均匀脉冲数为M，设定调制周期数为L，则雷达发射脉冲总数为L×M，总观测时间为L×T_p；

S22、微动相位调制

在每个微动周期T_p内，对于第m个脉冲的调频相位序列β[n-mT_r]，在每个调频相位序列点n上叠加对应的微动相位值，得到第i个散射中心的相位调制序列φ_i[n,m]表示为：

其中，n＝0,1,...,Mf_sT_r-1，m＝1,2,...,M，i＝1,2,...,N，为第i个散射中心的微动相位值；

S23、生成解析信号