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专利号: 2023103274197
申请人: 西安电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低峰值旁瓣频率编码雷达波形设计方法,其特征在于,包括:步骤1:脉内捷变雷达发射信号并接收回波信号,并将所述回波信号与对应的发射载频依次进行混频处理和分段脉冲压缩处理,得到脉压后的回波信号;

步骤2:基于脉压后的回波信号建立频率编码优化模型;

步骤3:根据脉压后的回波信号,随机出一组频率编码,并把初始值作为当前个体最优适应值和全局最优适应值;

步骤4:基于粒子群PSO算法对所述频率编码优化模型进行求解,得到脉压后的回波信号的最小峰值旁瓣比及其对应的频率编码。

2.根据权利要求1所述的低峰值旁瓣频率编码雷达波形设计方法,其特征在于,步骤1包括:

11)将每个脉冲等分成Q个子脉冲,子脉冲之间频率捷变,并从中随机选取M个子脉冲进行发射,则第 个脉冲的第 个子脉冲的发射信号为:;

其中, 表示第 个脉冲的第 个子脉冲的发射信号,表示时间, 表示矩形窗函数,表示线性调频信号的斜率, 表示脉冲重复周期, 表示每个子脉冲的脉宽,表示虚数单位,为自然指数,为圆周率;

为第 个脉冲的第 个子脉冲的载频,其表达式为:;

其中, , 表示脉内跳频编码, 表示第 个脉冲的载频, 为初始载频, 为脉间跳频编码, 为跳频带宽, 为每个子脉冲的带宽;

12)接收第 个脉冲的第 个子脉冲的发射信号对应的回波信号,其表达式为:;

其中, 表示第 个脉冲的第 个子脉冲的发射信号对应的回波信号,表示脉冲总数,表示目标总数, 为第 个目标的第 个脉冲回波信号与发射信号之间的时延,为光速,为第 个目标的距离, 为第 个目标的速度, 为第 个目标的散射系数;

13)对第 个脉冲的第 个子脉冲进行分段脉压处理,公式表示为:;

其中, 表示第 个脉冲的第 个子脉冲进行分段脉压后的信号, 表示脉内频率编码雷达接收的第 个脉冲的回波信号;为卷积操作, 表示对应的每个子脉冲的匹配滤波函数,其为 的共轭函数;

14)将一个脉冲内M个子脉冲的分段脉压结果相加,得到该脉冲脉压后的回波信号,其表达式为:;

其中, 表示脉压后的回波信号, 表示第 个目标脉压后的幅值, ,为目标总数, 表示每个子脉冲经过脉压处理后累加形成的包络, 表示噪声。

3.根据权利要求2所述的低峰值旁瓣频率编码雷达波形设计方法,其特征在于,步骤2包括:对脉压后的回波信号取模值,并基于函数中每个点对应峰值的dB值,构建一个以频率编码为自变量的优化模型,该优化模型的目标函数为:。

4.根据权利要求3所述的低峰值旁瓣频率编码雷达波形设计方法,其特征在于,步骤4包括:

41)初始化粒子群PSO算法参数;

42)计算每个粒子的当前位置和速度的最优适应值;

43)将每个粒子的当前位置和速度的最优适应值分别与每个粒子的个体历史最优适应值进行比较判断,并更新每个粒子的历史最优适应值和位置;

44)将当前次迭代的群体最优适应值与群体历史最优适应值进行比较判断,并更新群体历史最优适应值和位置;

45)更新粒子的速度与位置;

46)按照步骤42)‑45)的操作进行迭代更新,直至达到最大迭代次数,并输出群体历史最优适应值和位置,以得到脉压后的回波信号的最小峰值旁瓣比及其对应的频率编码。

5.根据权利要求4所述的低峰值旁瓣频率编码雷达波形设计方法,其特征在于,在步骤

45)中,更新粒子的速度与位置的公式为:;

其中, 为权重系数, 和 为学习因子,和 为[0,1]之间的随机值, 和 分别为个体最优适应值和全局最优适应值, 和 分别为第 次迭代时粒子的最新位置和速度, 和 分别为第 次迭代时粒子的最新位置和速度。