[发明专利]基于线性调频信号逼近期望功率谱的发射波形优化方法

说明书

本发明公开了一种基于线性调频信号逼近期望功率谱的发射波形优化方法，包括：获取期望信号的功率谱和带宽，并将期望信号的带宽分为若干份，得到若干子带宽；根据期望信号的功率谱和带宽得到线性调频子信号；在每个子带宽内，采用线性调频子信号的功率谱逼近期望信号在该子带宽内的功率谱，得到拟合信号；采用拟合信号的功率谱逼近期望信号的功率谱，得到优化的发射信号。本发明提供的基于线性调频信号逼近期望功率谱的发射波形优化方法逼近程度较好，得到的优化的发射信号质量较好，且该过程计算量小，优化速度快，能够满足雷达对实时性的要求。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于线性调频信号逼近期望功率谱的发射波形优化方法。

背景技术

雷达是一种利用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置的电子设备。随着雷达技术的发展，雷达系统在军事和民用中的多个领域得到了广泛的应用。传统雷达一般具有定向的窄波束。为了保证期望空域范围内所有目标可以被有效地探测到，要求窄波束快速往复地在空域内扫描；对于已探测到的目标，能够根据目标的运动情况调整波束指向，进行目标跟踪；或者向已发现的目标发射特定的信号，进行雷达成像、目标分类和识别等。根据多任务的需求和实际场景的多变性，要求一部雷达同时具备多种功能，如实现搜索、跟踪、成像等不同功能。目前通常采用对不同目标发射不同信号以使得雷达实现不同的功能，这就需要对雷达波形进行优化设计，以满足需求。

目前，现有的对于实现雷达波形设计的算法大多基于传统雷达的窄带信号考虑，例如基于发射方向图的相关矩阵设计和基于相关矩阵的恒模波形设计。对于前者，目前大多采用方向图匹配模型，利用凸规划方法及参量化相关矩阵法进行求解。对于后者，主要通过对恒模波形的设计逼近最优的相关矩阵或期望发射方向图，有效的方法有循环算法(Cyclic Algorithm，CA)、发射端矩阵加权法以及迭代拟牛顿法等。

然而，上述方法的计算量均较大，优化速度慢，难以满足雷达对实时性的要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于线性调频信号逼近期望功率谱的发射波形优化方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于线性调频信号逼近期望功率谱的发射波形优化方法，包括：

获取期望信号的功率谱和带宽，并将所述期望信号的带宽分为若干份，得到若干子带宽；

根据所述期望信号的功率谱和带宽得到线性调频子信号；

在每个所述子带宽内，采用所述线性调频子信号的功率谱逼近所述期望信号在该子带宽内的功率谱，得到拟合信号；

采用所述拟合信号的功率谱逼近所述期望信号的功率谱，得到优化的发射信号。

在本发明的一个实施例中，根据所述期望信号的功率谱和带宽得到线性调频子信号，包括：

根据所述期望信号的功率谱和带宽得到所述期望信号的总能量；

根据所述期望信号的总能量得到所述期望信号在每个子带宽内的能量函数表达式；

根据所述期望信号在每个子带宽内的能量函数表达式计算对应的子带宽，并将其作为线性调频信号的子带宽，得到线性调频子信号。

在本发明的一个实施例中，所述期望信号在子带宽内的能量函数表达式为：

其中，E_s表示期望信号在子带宽B_i内的能量，B_i表示期望信号的子带宽，P_0i(f)表示期望信号在子带宽B_i内的功率谱，N表示子带宽个数。

在本发明的一个实施例中，所述线性调频子信号的表达式为：