一种雷达信号处理机脉冲压缩处理的数学建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113687322A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202111052925.7(22)申请日2021.09.06(71)申请人西安电子工程研究所地址710100陕西省西安市长安区凤栖东路(72)发明人卢冀李万玉肖秋肖开健(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人刘新琼(51)Int.Cl.G01S7/40(2006.01)G06F30/20(2020.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种雷达信号处理机脉冲压缩处理的数学建模方法(57)摘要本发明涉及一种雷达信号处理机脉冲压缩处理的数学建模方法，属于雷达数字化建模与仿真技术领域。该方法充分考虑了回波环境中存在的目标、杂波和电子干扰的雷达信号，采用数字化方式实现雷达信号处理机脉冲压缩功能，将目标、杂波和电子干扰的和、方位差和俯仰差信号参数转换成脉压后的信号参数。该方法适用于雷达数字化建模与仿真中，对雷达信号处理机脉冲压缩处理的数字化建模。CN113687322ACN113687322A权利要求书1/2页1.一种雷达信号处理机脉冲压缩处理的数学建模方法，其特征在于包括脉冲压缩增益计算模块和匹配滤波模块；步骤如下：步骤1：脉冲压缩增益计算模块根据收到的目标回波、杂波回波和电子干扰回波的时延信号，计算5个采样点的增益发送至匹配滤波模块；步骤2：匹配滤波模块将收到的包括目标、杂波和电子干扰的和信号参数，包括目标、杂波和电子干扰的方位差信号参数，以及包括目标、杂波和电子干扰的俯仰差信号参数和脉冲压缩增益计算模块传送的5个采样点的增益进行处理，生成采样点1信号，采样点2信号，采样点3信号，采样点4信号和采样点5信号，其中每个采样点信号包括该采样点的目标、杂波与电子干扰的采样和，采样方位差和采样俯仰差的信号。2.根据权利要求1所述雷达信号处理机脉冲压缩处理的数学建模方法，其特征在于所述的步骤1具体如下：设目标、杂波和电子干扰时延信号分别为Dt，Dc和Di，第j个采样点的增益为Gj，且j＝1,2,3,4,5；根据目标、杂波和电子干扰时延信号分别为Dt，Dc和Di，计算雷达观测对象的距离位置R，则其中x取t,c或i取决于雷达波束照射的观测对象，当雷达主波束照射目标时x＝t，照射杂波时x＝c，被欺骗干扰后照射假目标时x＝i，则x的取值由雷达波束角位置和观测对象角位置易得；Ce表示光速，Rg表示雷达的距离门，则其中Fs表示雷达采样频率，脉冲压缩采样是一定距离范围内的采样，则这5个采样点中第j个采样点对应的距离Rj为：5个采样点的增益就是其对应的距离在脉冲压缩曲线的采样值，在仿真中，设脉冲压缩曲线为PC，雷达发射波形为长度为N的调制波形M(n)，n＝1，2，3，...，N，N由雷达采样频率Fs计算为：N＝τ·Fs(4)其中τ为脉冲宽度，由脉冲压缩曲线产生原理知，PC为M(n)与其逆排序波形复共轭的卷积，即*Pc＝conv(M(n),M(N‑n))(5)*其中conv表示卷积操作，M(N‑n)表示M(n)倒序的复共轭，由式(4)知PC的长度为2N+1，PC任意两点间对应的距离为Rg，因PC主瓣和第一副瓣包含大部分功率，仿真中只考虑主瓣和第一副瓣范围内的5个点进行增益计算，这5个点对应的距离为‑2Rg，‑Rg，0，Rg和2Rg，对应的脉冲压缩增益为PC中第N‑1,N,N+1,N+2和N+3的值，记为Pcj，且j＝1,2,3,4,5，那么Gj计算为2CN113687322A权利要求书2/2页其中Rg|k＝Rj表示‑2Rg，‑Rg，0，Rg和2Rg中与Rj相等的值，Rg|α<Rj<Rg|β表示‑2Rg，‑Rg，0，Rg和2Rg中与Rj差值绝对值最小的两个值；特殊地，当雷达探测对象为电子干扰，且电子干扰为噪声干扰时，因为噪声干扰为随机信号，与雷达发射波形脉压后几乎没有增益，此时，Gj＝1，j＝1,2,3,4,5；脉冲压缩增益计算模块将计算得到的5个采样点的G1,G2,G3,G4和G5传送至匹配滤波模块。3.根据权利要求2所述雷达信号处理机脉冲压缩处理的数学建模方法，其特征在于所述的步骤2具体如下：设Et,Ec和Ei分别表示目标、杂波和电子干扰的和信号参数，ΔAzt,ΔAzc和ΔAzi分别表示目标、杂波和电子干扰的方位差信号参数，ΔElt,ΔElc和ΔEli分别表示目标信号、杂波和电子干扰的俯仰差信号参数，采样点j的目标、杂波与电子干扰的采样和信号分别为εt|j、εc|j与εi|j，目标、杂波与电子干扰的采样方位差信号分别为δAzt|j、δAzc|j与δAzi|j，目标、杂波与电子干扰的采样俯仰差信号分别为δElt|j、δElc|j与δEli|j，其中j＝1,2,3,4,5，那么采样