[发明专利]一种获得宽带调频步进混沌雷达信号的方法

摘要

本发明涉及一种获得宽带调频步进混沌雷达信号的方法，首先，获得各个子脉冲的回波基带信号rn(t)；然后，对应地，对各个子脉冲基带回波信号rn(t)和各自的基带混沌序列进行匹配滤波或相关处理，得到子脉冲的频域信号Un(f)；对子脉冲的频域信号Un(f)进行频谱搬移后进行去重叠和相位补偿；其中，所述的频谱搬移的频移量和本振频率源的频率间隔Δf相等；对去重叠和相位补偿后的子脉冲信号进行相干叠加，获得合成大带宽信号，该合成宽带信号的带宽为B+(N-1)Δf。本发明为实现超大带宽的混沌雷达信号提供了新的技术途径。它是混沌信号和频率步进信号的结合，兼有两者的优点，本发明方法简单明了，易于实现，且对频率线性步进和非线性步进的情况都适用，对于实际系统有重要的现实意义。

主权项

一种获得宽带调频步进混沌雷达信号的方法，该方法基于频率步进信号模型产生宽带混沌雷达信号，该方法的具体步骤包括：步骤1)：采用改进型Logistic‑Map混沌映射产生初始混沌序列，所述的初始混沌序列的数学模型表示如下：xi+1＝f(xi)＝1‑2·(xi)2      xi∈(‑1，1)         (1)对初始混沌序列进行截取得到子脉冲混沌序列，每个子脉冲混沌序列的长度为M，子脉冲的个数为N；对每个子脉冲混沌序列进行带通滤波处理，获得带宽为B的中频混沌序列；再利用希尔伯特变换，获得I/Q两路中频混沌序列，对I/Q两路中频混沌序列进行下变频处理，获得式(2)I/Q两路基带混沌序列un(t)：un(t)＝I(t)+jQ(t)  n＝1，2，...，N，0≤t≤Tp      (2)式中，n为子脉冲编号，Tp为子脉冲宽度；步骤2)：将所述的步骤1)获得的I/Q两路基带混沌序列un(t)进行I/Q调制和发射机上变频器的一级上变频，然后再经过发射机上变频器的二级上变频将一级上变频后的信号调制至雷达射频工作频率后信号为Tn(t)，发射信号Tn(t)；Tn(t)＝un(t)·exp{j2π[f0+(n‑1)Δf]t}             (3)式中，[(n‑1)·(Tp+Tg)]≤t≤[(n‑1)·(Tp+Tg)+Tp]，f0为第1个子脉冲的载频，Δf为本振频率源的频率步进值，Tp和Tg分别为子脉冲宽度和子脉冲之间的间隔；发射信号Tn(t)经传输后，到达接收机的信号为Rn(t)；信号Rn(t)是不同目标对信号Tn(t)的不同幅度调制和不同延时的信号之和； R n ( t ) = Σ k K σ k · T n ( t - 2 r k / c ) (4) = Σ k K σ k · u k ( t - 2 r k / c ) · exp { j 2 π [ f 0 + ( n - 1 ) Δf ] ( t - 2 r k / c ) } 式中，[(n‑1)·(Tp+Tg)]≤t‑2rk/c≤[(n‑1)·(Tp+Tg)+Tp]，σk和rk为第k个目标的反射系数和与雷达之间的距离，K是目标个数，n为子脉冲回波基带信号的编号；步骤3)：接收机下变频器对接收到的回波信号Rn(t)进行一级下变频处理，接收机下变频器的一级下变频的本振频率与发射机上变频器的二级上变频的本振频率相同，本振信号均为频率步进信号；本振频率的频率间隔Δf小于中频混沌序列的带宽B；然后，再经接收机下变频器的二级下变频处理和I/Q解调后，获得各个子脉冲的回波基带信号rn(t)； r n ( t ) = Σ k K σ k · u n ( t - 2 r k / c ) · exp { j 2 π [ ( - 2 r k / c ) f 0 + ( n - 1 ) Δf ( t - 2 r k / c ) ] } - - - ( 5 ) 式中，[(n‑1)·(Tp+Tg)]≤t‑2rk/c≤[(n‑1)·(Tp+Tg)+Tp]，σk和rk为第k个目标的反射系数和与雷达之间的距离，K是目标个数，n为子脉冲回波基带信号的编号；步骤4)：对应地，对各个子脉冲基带回波信号rn(t)和各自的基带混沌序列进行匹配滤波或相关处理，得到子脉冲的频域信号Un(f)；步骤5)：对子脉冲的频域信号Un(f)进行频谱搬移后进行去重叠和相位补偿；其中，所述的频谱搬移的频移量和本振频率源的频率间隔Δf相等；步骤6)：对去重叠和相位补偿后的子脉冲信号进行相干叠加，获得合成大带宽信号，该合成宽带信号的带宽为B+(N‑1)Δf。