一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法技术

本发明专利技术公开了一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法，设置二维编码对，首先找到两对一维的最佳二进序列偶(x1,y1),(x2,y2)，使用复合构造法可得二维编码对，其中一组用于编码发射信号，另一组用于编码压缩滤波器；将用于编码发射信号的编码对组成编码发射信号矩阵；取所探测区域之间的回波数据使用B进行滤波进行滤波，从回波数据矩阵中取出探测区域对应的列形成一个矩阵P，将P的第1列至第n列取出，形成一个矩阵Pk1，Pk1与B进行滤波，滑动处理直至将P滤完，经过时间T之后，进行下一次滤波并输出结果，直至完成整个过程；本发明专利技术的有益效果是使得二维离散编码信号可以用在雷达的发射和接收中。

【技术实现步骤摘要】
一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法
本专利技术属于数据压缩
，涉及一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法。
技术介绍
雷达是利用目标对电磁波的反射来进行检测和定位的。声纳是利用目标对机械波的反射来进行检测和定位的。它们通常要用脉冲压缩方法提高探测距离和分辨率。目前脉冲压缩存在较大的副瓣导致干扰相邻目标的检测。降低脉冲压缩副瓣能够提高雷达、声纳的性能。在目前脉冲压缩的离散编码信号设计中，要求信号具有良好的自相关特性，这样的信号具有能将信号与自身延迟信号区分开来的特性，从而能够从叠加在一起的回波中区分两个相邻的目标。实际中使用的都是一维编码信号，性能最好的是巴克码。本专利技术将二维编码使用在脉冲压缩中，用于雷达、声纳对指定区域的目标检测，改善检测性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法，首次将二维离散编码信号运用在雷达脉冲压缩中，解决了目前二维离散编码信号无法用在雷达脉冲压缩中的问题。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行：步骤1：设置二维编码对(A,B)，其中一组用于编码发射信号，另一组用于编码压缩滤波器；步骤2：将A用于编码发射信号，组成编码发射信号矩阵；将A复制成[AAA]，去除首位两列得：S＝[sij]m×(3n-2)＝[AC2...ACnAC1AC2...ACnAC1AC2...ACn-1]，将S按行发射，每一行发射后所得回波数据按行左端对齐组成一个回波数据矩阵；步骤3：设所探测区域为[z1,z2]，z1,z2分别为距离发射机的距离，取出[n·T+t1,n·T+t2]之间的回波数据进行滤波，其中τ为单个脉冲的持续时间；步骤4：使用B进行滤波；从回波数据矩阵中取出探测区域对应的w列形成一个m×w矩阵P，将P的第1列至第n列取出，形成一个m×n矩阵Pk1，Pk1与B进行滤波，得到F1：接着将P的第2列至第n+1列取出，形成一个m×n矩阵Pk2，Pk2与B进行滤波，得到F2：滑动处理直至将P滤完，经过时间T之后，进行下一次滤波并输出结果，直至完成整个过程；进一步，所述步骤1中二维编码对(A,B)的产生方法如下：首先找到两对一维的最佳二进序列偶(x1,y1),(x2,y2)，使用复合构造法可得：A＝[a(i,j)]＝[x1(i)·x2(j)],B＝[b(i,j)]＝[y1(i)·y2(j)]；进一步，所述A表示成列向量的组合，设为：A＝[AC1AC2...ACn],ACi＝(a1i,a2i,...,ani)T；进一步，使用码长较长的二维编码对，能在相同脉宽的情况下降低单个码长持续时间，从而提高分辨率。本专利技术的有益效果是使得二维离散编码信号可以用在雷达的发射和接收中，而且此二维离散编码信号的主瓣高度是一维离散零副瓣编码信号的四倍。附图说明图1是(S0,B0)完全滤波后的主副瓣示意图；图2是(S0,B0)限定滤波区域之后的主副瓣；图3是雷达编码脉冲发射顺序示意图；图4是发射信号序列及回波存储示意图；图5是二维脉冲压缩滤波框图；图6是区域近点滤波结果；图7是区域远点滤波结果；图8是区域中点滤波结果。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法用于雷达和声纳，为了抑制脉冲压缩的副瓣，本专利技术首次构建二维脉冲压缩方法，并构造了二维脉冲压缩区域副瓣为零的二维编码对。本专利技术的技术方案如下：步骤1：设置二维编码对，其中一组用于编码发射信号，另一组用于编码压缩滤波器。此类编码对的互相关函数主瓣为16，主瓣周围有一长段副瓣为零的区域，如实施例1中的图1和图2，图1为(S0,B0)完全滤波后的主副瓣，图2为(S0,B0)限定滤波区域之后的主副瓣。预先选取二维编码对，设所选二维编码对为(A,B)，A＝(aij)m×n,B＝(bij)m×n。二维编码对(A,B)的产生方法如下：首先找到两对一维的最佳二进序列偶(x1,y1),(x2,y2),使用复合构造法可得：A＝[a(i,j)]＝[x1(i)·x2(j)],B＝[b(i,j)]＝[y1(i)·y2(j)]；将A表示成列向量的组合，设为：A＝[AC1AC2...ACn],ACi＝(a1i,a2i,...,ani)T；步骤2：将A用于编码发射信号，组成编码发射信号矩阵；将A复制成[AAA]：[AAA]＝[AC1AC2...ACnAC1AC2...ACnAC1AC2...ACn]去除首尾两列，得：S＝[sij]m×(3n-2)＝[AC2...ACnAC1AC2...ACnAC1AC2...ACn-1]将S按行发射：1.从0时刻起发射第一行S1＝[s11s12...s1,3n-2]，并在S1发射结束后开始接收和存储回波数据(数据存至RAM-1)，接收和存储回波数据至T时刻止。(PRF＝1/T为雷达的脉冲重复频率，一般警戒雷达在300Hz左右)。T时刻即开始发送第二行S2(S1回波接收结束时刻一般为S2开始发送时刻或之前若干时间。S1发射结束时刻到S2开始发射时刻决定了雷达最大不模糊探测距离，通常，S2开始后，S1的回波因为距离远，衰减大，已经低于雷达接收机的灵敏度而收不到了)；2.从T时刻起发送第二行S2＝[s21s22...s2,3n-2]，并在S2发射结束后开始接收和存储回波数据(数据存至RAM-2)，接收和存储回波数据至2T时刻止。2T时刻起即开始发送第三行；如是重复，一直将S的m行数据发送完毕。接着，第m+1次，发送S1，所得回波数据更新存储器RAM-1。第m+2次，发送S2，所得回波数据更新存储器RAM-2,…,第m+m次，发送Sm，所得回波数据更新存储器RAM-m。如是循环。编码发射顺序如图3所示。发射信号序列及回波存储方式如图4所示。待接收完第m行回波数据，即可将这m行数据左端对齐，组成一个矩阵。步骤3：使用B进行滤波并输出结果。滤波的起始时刻和范围由预先设定的探测区域决定，即想要探测某个区域是否有目标，就对那个区域的回波数据进行滤波。设所探测区域为[z1,z2]，z1，z2分别为距离发射机的距离。则应取出[n·T+t1,n·T+t2]之间的回波数据进行滤波(这些数据左端对齐，形成一个矩阵P)，其中τ为单个脉冲的持续时间(因为滤波的峰值是在发射信号的中点取到，所以要加上)。步骤4：用B进行滤波的过程：首先，回波数据有m行，将其左端对齐排列，可以形成一个m行的矩阵(此矩阵依情况会有很多列)，取出探测区域对应的那些列，例如有w列(一般要求w大于n)，形成一个m×w矩阵P，将P的第1列至第n列取出，形成一个m×n矩阵Pk1，Pk1与B进行滤波，得到F1：接着将P的第2列至第n+1列取出，形成一个m×n矩阵Pk2，Pk2与B进行滤波，得到F2：如是滑动处理，直至将P滤完。经过时间T之后，进行下一次滤波并输出结果，如是循环。二维脉冲压缩滤波如图5所示。为了能充分利用零副瓣区域，使得探测区域的滤波能达到如图6～图8的效果，必须选择合理的码长和单码持续时间：设所探测区域为[z1，z2]，称z1为区域近点，z2为区域远点，(z1+z2)/2为区域中点。z1处若存在目标，则滤波结果应如图6所示；z2处若存在目标，则滤波结果应如图7所示，(z1+z2)/2处若存在目标，则滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤1：设置二维编码对(A,B)，其中一组用于编码发射信号，另一组用于编码压缩滤波器；步骤2：将A用于编码发射信号，组成编码发射信号矩阵；将A复制成[A A A]，去除首位两列得S＝[sij]m×(3n‑2)＝[AC2 … ACn AC1 AC2 … ACn AC1 AC2 … ACn‑1]，将S按行发射，每一行发射后所得回波数据按行左端对齐组成一个回波数据矩阵；步骤3：设所探测区域为[z1,z2]，z1,z2分别为距离发射机的距离，取出[n·T+t1,n·T+t2]之间的回波数据进行滤波，其中t2=(z2×103×23×108+τ2)×106(μs),]]>t2=(z1×103×23×108+τ2)×106(μs),]]>τ为单个脉冲的持续时间；步骤4：使用B进行滤波；从回波数据矩阵中取出探测区域对应的w列形成一个m×w矩阵P，将P的第1列至第n列取出，形成一个m×n矩阵Pk1，Pk1与B进行滤波，得到F1：接着将P的第2列至第n+1列取出，形成一个m×n矩阵Pk2，Pk2与B进行滤波，得到F2：滑动处理直至将P滤完，经过时间T之后，进行下一次滤波并输出结果，直至完成整个过程。...

【技术特征摘要】
1.一种用于区域检测的零副瓣二维脉冲压缩方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤1：设置二维编码对(A,B)，其中一组用于编码发射信号，另一组用于编码压缩滤波器；步骤2：将A用于编码发射信号，组成编码发射信号矩阵；将A复制成[AAA]，去除首尾两列得S＝[sij]m×(3n-2)＝[AC2…ACnAC1AC2…ACnAC1AC2…ACn-1]，将S按行发射，每一行发射后所得回波数据按行左端对齐组成一个回波数据矩阵；步骤3：设所探测区域为[z1,z2]，z1,z2分别为距离发射机的距离，取出[n·T+t1,n·T+t2]之间的回波数据进行滤波，其中τ为单个脉冲的持续时间；步骤4：使用B进行滤波；从回波数据矩阵中取出探测区域对应的w列形成一个m×w矩阵P，将P的第1列至第n列取出，形成一个m×n矩阵Pk1，Pk1与B进行滤波，得到F1：接着将P的第2列至第n+1列取出，形成一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琼，曾文佳，柏业超，唐岚，方晖，张兴敢，戴作宁，严莹，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32