[发明专利]一种基于脉宽捷变的LFM脉冲串信号波形设计方法

说明书

本发明公开了一种基于脉宽捷变的LFM脉冲串信号波形设计方法，通过对具有相同带宽的LFM脉冲串中的不同脉冲设置不同脉宽，使各脉冲信号具有不同的调频率，降低了各脉冲间的互相关性，从而有效地提升了产生的LFM脉冲串信号的距离选通特性及抗折叠杂波能力，实现了抑制距离模糊对抗折叠杂波的目的。

技术领域

本发明属于雷达波形设计技术领域，具体涉及一种基于脉宽捷变的LFM脉冲串信号波形设计方法。

背景技术

线性调频(Linear Frequency Modulation，LFM)信号通过对信号的瞬时频率进行线性调制从而使信号具有较大的时宽带宽积，能够同时满足雷达探测距离与分辨率的需求。与窄带、单频雷达信号相比，线性调频信号抗多普勒频移干扰的能力较强，且信号本身的重要参数都包含目标的位置信息，非常适于定位。基于上述优点，LFM脉冲串信号在早期PD雷达中应用十分广泛，在后续的研究中，也常常与其他类型的调制方式相结合，产生出满足更高要求的PD雷达信号，如：调频频率步进信号、线性调频二相编码复合调制信号等。但是，由于传统PD雷达系统中脉冲重复时间(Pulse Repetition Time，PRT)、载频、各脉冲脉内调制等参数均为固定值，这使得回波沿距离维周期性地出现，即产生了距离模糊。此外，从杂波的角度看，与目标回波一样，杂波回波将以PRT为单位，产生周期性的折叠，即杂波折叠现象。对于杂波功率较强，杂波覆盖距离较远的场景，折叠的杂波会显著抬升杂波基底，影响目标的检测。

目前通常采用设计波形捷变(Waveform Agility)系统解决上述问题，波形捷变系统的原理如图2所示，该系统通过在一个相参处理周期(Coherent Processing Interval，CPI)内，发射多个不同的脉冲或脉冲组，并在接收端构造与发射脉冲相对应的接收滤波器，从而使各回波脉冲只能通过与之相对应的接收滤波器，接收系统每次只选定一个PRT范围内的目标进行观测，范围之外的目标回波将无法通过接收滤波器组，因此无法实现能量的积累，从而有效抑制距离模糊对抗折叠杂波，这一特性也称为波形捷变PD雷达的距离选通特性。

然而，虽然波形捷变PD雷达系统中广为采用的编码信号具有波形产生灵活、数量众多、形式多样的优点，但是这种信号频谱带宽外散布的能量较大，容易失真，且在抑制距离副瓣调制(Range-Side-lobe Modulation，RSM)效应时，由于频谱起伏较大会使失配滤波器非常敏感。因此，在选用此类编码信号的同时，还需要采用更复杂的方法来解决其信号自身存在的问题，为工程实现增加了难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于脉宽捷变的LFM脉冲串信号波形设计方法，能够生成具有较强距离选通特性及抗折叠杂波能力的LFM脉冲串信号。

本发明提供的一种基于脉宽捷变的LFM脉冲串信号波形设计方法，包括如下步骤：

步骤1、确定待产生LFM脉冲串信号的参数，所述参数包括脉冲重复时间、脉宽T_p及带宽B；根据所述脉冲重复时间确定所述待产生LFM脉冲串信号的脉宽捷变范围，在所述脉宽捷变范围内产生M种具有不同参数的LFM信号；

步骤2、定义任意两个脉宽捷变LFM信号间的二维互模糊函数为公式(1)所示：

其中，u(t)与v(t)均为脉宽捷变的LFM信号，f_d为多普勒频移量，τ为时移量，t为时间轴，()^*为取共轭计算；

将所述步骤1中产生的M种LFM信号代入公式(1)，即可得到M²个二维互模糊函数，取二维互模糊函数模值的最大值构建二维互模糊函数矩阵CAM_M×M；

步骤3、基于所述步骤2构建的二维互模糊函数矩阵CAM_M×M，采用动态规划算法产生长度为N的基于脉宽捷变的LFM脉冲串作为所述待产生LFM脉冲串信号。