[发明专利]正交低多普勒旁瓣的多站雷达波形设计方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体的说是一种设计多站雷达波形的方法，用于抑制多站雷达波形的互相关和多普勒旁瓣。

背景技术

随着科学技术的发展，雷达所面临的环境也越来越复杂，对于雷达本身的要求也越来越高。传统雷达大多单站工作，这不利于情报的获取与共享，因此多站雷达技术逐渐得到发展。多站雷达中的每个雷达，有时观测不同的空间区域，以扩大空间警戒范围；有时观测同一个区域，以提高雷达参数估计精度和检测性能。为了避免多站雷达中每个雷达发射的信号相互干扰，要求多站雷达波形相互正交，即波形具有低的自相关旁瓣和互相关水平。另外，雷达探测运动目标时存在多普勒频率失配的问题，为了降低多普勒频率失配问题对雷达性能的影响，要求雷达波形的多普勒旁瓣要低。根据波形相互正交和低多普勒旁瓣这两个要求，研究人员对多站雷达的波形设计问题进行了深入的研究。

目前，已经提出了许多的多站雷达正交波形设计方法。Deng Hai在2004年提出了使用模拟退火和邻域搜索的方法设计正交多相码雷达波形；刘波和何子述等人在2006年提出了使用遗传算法和邻域搜索的方法设计正交频率编码波形；Li Jian和He Hao在2009年提出了基于FFT的循环算法以设计连续相位的正交编码波形；另外，还有基于改进的Fletcher-Reeves算法以及基于序列二次规划算法的波形设计方法。但是，上述算法只保证了多站雷达波形的正交性，并没有考虑多普勒旁瓣的问题。Hammad和David等人在2006年提出了采用互补Frank码设计低多普勒旁瓣的正交多相码波形，该方法虽然可以降低多站雷达波形的多普勒旁瓣，但是仍然不能满足实际应用的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有方法的缺点，提出一种正交低多普勒旁瓣的多站雷达波形设计方法，以进一步降低多站雷达波形的多普勒旁瓣，满足实际应用的要求。

实现本发明目的的技术思路是：以最小化多普勒频带宽度内的多普勒旁瓣为准则，设计一个低多普勒旁瓣的雷达波形，使用多个不同多普勒频率对此雷达波形进行多普勒调制，得到一组正交低多普勒旁瓣的多站雷达波形，其具体步骤包括如下：

1）根据实际需求和多站雷达中雷达的个数，确定所要设计的多站雷达波形的码元长度N_s和波形个数N_t；

2）根据波形个数N_t和码元长度N_s，以最小化多普勒旁瓣的峰值旁瓣电平为准则，使用优化算法，优化设计一个码元长度为N_s的低多普勒旁瓣雷达波形，并确定N_t个多普勒调制频率f_n，n＝1,…,N_t：

如果波形个数N_t为偶数，则多普勒调制频率为：