[发明专利]一种非线性调频信号的实时生成方法及装置

说明书

本发明公开了一种非线性调频NLFM信号的实时生成方法，包括：根据系统参数确定信号的信号参数；其中，所述信号参数至少包括：信号带宽、信号脉宽和峰值旁瓣比PSLR；根据所述PSLR确定功率谱密度函数；对所述功率谱密度函数进行计算，得到群延时向量；根据系统采样率计算频率轴向量；根据所述信号脉宽计算时间轴向量；利用所述频率轴向量和所述时间轴向量对所述群延时向量进行线性插值计算，得到瞬时频率向量；对所述瞬时频率向量进行积分，得到相位向量；根据相位向量确定信号时域离散向量；根据所述信号时域离散向量生成数字信号，并将所述数字信号进行数模转换，得到NLFM信号。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种非线性调频(Non-LinearFrequency Modulation，NLFM)信号的实时生成方法及装置。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)能够全天时，全天候，全球对地观测，应用广泛。目前，线性调频(Linear Frequency Modulation，LFM)信号是SAR系统中最常用的发射波形，将这种波形通过匹配滤波后，生成的响应函数，经归一化后的峰值旁瓣比(Peak Side Lobe Ratio，PSLR)为-13分贝(decibel，dB)。为了抑制旁瓣的高度，通常采用加权窗函数、自适应滤波和优化算法，但是，这些方法会使匹配滤波器失配，降低输出的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)。

相比于LFM信号，NLFM信号的脉冲压缩结果可以获得很低的PSLR，并且，这一过程并没有损失输出SNR。通过相关实验，NLFM信号可以避免SNR的1～2dB损失，相当于节省天线发射功率25％，对于能量紧缺的雷达系统中，采用NLFM信号作为发射波形可以提升系统性能。

目前常用的技术手段是通过地面处理计算得到信号的离散值，再把该信号的离散值保存到现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)的只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。在使用时读取ROM保存的离散数据，进行数模转换，生成NLFM信号。而这种方法需要先采集信号并保存后，才能调用并转换生成NLFM信号，受制于ROM有限的存储空间，这种存储模式导致NLFM信号只能用于科学实验，无法进行工程推广。

因此，如何缩短生成NLFM信号的时间，实现NLFM信号的实时生成是目前亟待解决的难题。

发明内容

本发明实施例提供一种NLFM信号的实时生成方法和装置。

本发明实施例提供一种NLFM信号的实时生成方法，包括：

根据系统参数确定信号的信号参数；其中，所述信号参数至少包括：信号带宽、信号脉宽和峰值旁瓣比PSLR；

根据所述PSLR确定功率谱密度函数；

对所述功率谱密度函数进行计算，得到群时延向量；

根据系统采样率计算频率轴向量；

根据所述信号脉宽计算时间轴向量；

利用所述频率轴向量和所述时间轴向量对所述群时延向量进行线性插值计算，得到瞬时频率向量；

对所述瞬时频率向量进行积分，得到相位向量；

根据相位向量确定信号时域离散向量；

根据所述信号时域离散向量生成数字信号，并将所述数字信号进行数模转换，得到NLFM信号。

上述方案中，所述根据所述PSLR确定功率谱密度函数，包括：

根据所述PSLR获得与所述PSLR对应的窗函数，根据所述窗函数确定功率谱密度函数。