一种多功能雷达探测波形生成方法技术

本发明专利技术公开一种多功能雷达探测波形生成方法，包括以下步骤：生成窄带线性调频波形；进行加窗处理得到加窗处理后的窄带线性调频波形；生成高斯白噪声；对生成的高斯白噪声进行宽带带通滤波器处理，生成有色高斯高斯噪声；有色高斯噪声对正弦波的频率进行调制，生成宽带噪声调频波形；经带阻滤波器处理，得到滤波处理的宽带噪声调频波形；将加窗处理的窄带线性调频波形和宽带噪声调频波形在时域上进行合成，生成多功能雷达探测波形。本发明专利技术通过中心频率的随机生成能够有效提高雷达探测波形的干扰性能；通过加窗处理提升了多功能雷达探测波形的探测性能；通过对生成的宽带噪声调频波形进行带阻滤波处理，有效地提高雷达探测波形的多功能特性。

Method for generating multifunctional radar detection waveform

The invention discloses a multifunctional radar waveform generation method, which comprises the following steps: generating narrow-band chirp waveform; window processing narrowband chirp waveform window after generation; Gauss white noise; broadband bandpass filter processing to generate the Gauss white noise, colored noise frequency generation Gauss Gauss; color Gauss noise on the sine wave modulation, waveform generation of broadband noise FM band stop filter; after treatment, get broadband noise FM filtering; the windowed narrowband chirp waveform and broadband noise FM waveforms in the time domain, multi function radar waveform generation. The present invention generated by random center frequency can effectively improve the performance of radar waveform interference; the detection performance of multifunctional radar waveform promoted by the window; band stop filter by broadband noise FM waveform to generate, effectively improve the multi-functional characteristics of radar waveform detection.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能雷达探测波形生成方法
本专利技术属于雷达通信
，涉及到一种多功能雷达探测波形生成方法。
技术介绍
目前学者们对多功能雷达探测波形已经作了初步的研究，其中随机二相调制编码波形应用最为广泛，研究发现随机二相调制编码波形作为多功能雷达探测波形时存在自相关旁瓣过高、随机性程度不高、多功能效果不明显等不足。二相调制多功能雷达探测波形的设计问题属于多项式复杂度非确定性问题，很难获得真正意义上的全局最优解，只能通过局部最优解得到其全局次优解。由于传统随机二相调制编码波形具有干扰性差、干扰效果不明显以及自相关旁瓣过高的缺点，现通过将工作频段相分离的窄带线性调频波形和宽带噪声调频波形在时域上进行合成，在频域上进行分离，进而得到一种多功能一体化的雷达探测波形，且易于工程实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多功能雷达探测波形生成方法，解决了传统多功能雷达探测波形的干扰效果不明显以及自相关旁瓣过高的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种多功能雷达探测波形生成方法，包括以下步骤：S1、在多功能雷达探测波形的工作频段范围内随机选择起始频率，生成窄带线性调频波形；S2、采用汉明窗对窄带线性调频波形进行加窗处理，得到加窗处理的窄带线性调频波形；S3、生成高斯白噪声；S4、对生成的高斯白噪声进行宽带带通滤波器处理，生成有色高斯高斯噪声；S5、采用宽带有色高斯噪声对正弦波的频率进行调制，生成宽带噪声调频波形；S6、对生成的宽带噪声调频波形进行带阻滤波器处理，得到滤波处理的宽带噪声调频波形；S7、将加窗处理的窄带线性调频波形和滤波处理的宽带噪声调频波形在时域上进行合成，生成多功能雷达探测波形。进一步地，所述步骤S1中窄带线性调频波形的数学模型为其中，At为线性调频波形的幅度、f0为中心频点，Fs为采样频率，k为调频斜率，进一步地，所述步骤S2中汉明窗的计算公式为：所述窄带线性调频波形Sth(n)通过汉明窗加窗处理后的窄带线性调频波形St(n)为St(n)＝Sth(n)·W(n·Fs+1)，其中，W表示汉明窗的窗口系数，Fs为采样频率，进一步地，所述步骤S3中生成高斯白噪声的公式为其中，mean为集合的均值，var为集合的方差，sum(X)表示对集合所有的元素进行求和，为服从[0,1]间均匀分布的随机变量。进一步地，所述步骤S4中采用的宽带带通滤波器为巴特沃斯滤波器，其阶数为6，截止频率系数为(f2-f1)/Fs，其中，Fs为采样频率。进一步地，所述步骤S5中生成宽带噪声调频波形Sjk(n)的公式为其中，Aj为噪声调频波形的幅度，fj为噪声调频波形的起始频率，kj为调频斜率，进一步地，所述步骤S6中的带阻滤波器为巴特沃德滤波器，通带频率范围为通带上限为通带下限为通带内波纹<3dB，阻带<-30dB，其中，f0为中心频点，Bt带宽。进一步地，所述步骤S7中生成的多功能雷达探测波形S(n)的公式为S(n)＝St(n)+Sj(n)，其中，St(n)为经过汉明加窗处理后的窄带线性调频波形，Sj(n)为工作频段与窄带线性调频波形St(n)分离的宽带噪声调频波形。本专利技术的有益效果：本专利技术中通过对生成窄带线性调频波形的线性调频波形的中心频点进行随机生成，并将探测波形隐藏于干扰波形中，提升了雷达探测波形的干扰性能；通过对窄带线性调频波形进行汉明加窗处理，使得多功能雷达探测波形的自相关性得到大幅度提高，进而提升了多功能雷达探测波形的探测性能；通过采用巴特沃德滤波器对生成的宽带噪声调频波形进行带阻滤波处理，使得宽带噪声调频波形的工作频率与窄带线性调频波形的工作频率相分离，有效地提高雷达探测波形的多功能特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1多功能雷达探测波形生成流程图；图2未采用汉明窗加窗处理的自相关函数图；图3采用汉明窗加窗处理的自相关函数图；图4多功能雷达探测波形频谱；图5无干扰时匹配滤波器输出；图6信干比为-5dB时匹配滤波器输出。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术为一种多功能雷达探测波形生成方法，如图1所示，包括以下步骤：S1、在多功能雷达探测波形的工作频段[f1f2]内随机产生线性调频波形的中心频点f0，其次对线性调频波形的工作带宽、脉冲宽度和采样频率进行设定，根据中心频点、带宽和采样频率，按照正向调频的方式生成窄带线性调频波形；其中，Bt与[f1f2]的关系为:Bt/[f1f2]＜0.1(1)窄带线性调频波形数学模型为:式(2)中，At为线性调频波形的幅度，f0为中心频点，f0～U[f1f2]表示f0服从[f1f2]间的均匀分布，Fs为采样频率，k为调频斜率，S2、采用汉明窗对窄带线性调频波形进行加窗处理，以提高窄带线性调频波形的自相关性，增大主旁瓣幅度比，其中，汉明窗计算公式为：式(3)中W表示汉明窗的窗口系数，Fs为采样频率，窄带线性调频波形Sth(n)通过汉明窗加窗处理后为：St(n)＝Sth(n)·W(n·Fs+1)(4)式(4)中St(n)表示经过汉明加窗处理的窄带线性调频波形St(n)；S3、生成高斯白噪声的方法为：从高斯噪声中产生Nz个服从[0,1]间均匀分布的随机变量令假设集合的均值mean和方差var，则根据式(6)即可产生高斯白噪声：其中，sum(X)表示对集合所有的元素进行求和；S4、产生的高斯白噪声经巴特沃斯滤波器处理生成有色高斯高斯噪声,其中，巴特沃斯滤波器为宽带带通滤波器，其阶数为6，截止频率系数为(f2-f1)/Fs，Fs为采样频率；S5、采用宽带有色高斯噪声Gauss_color(n)，对正弦波的频率进行调制，生成宽带噪声调频波形Sjk(n)，其中，式(7)中，Aj为噪声调频波形的幅度，fj为噪声调频波形的起始频率，kj为调频斜率，S6、对生成的宽带噪声调频波形Sjk(n)进行带阻滤波处理，得到工作频段与窄带线性调频波形St(n)分离的宽带噪声调频波形Sj(n)，其中带阻滤波所采用的带阻滤波器为巴特沃德滤波器，通带范围为通带上限为通带下限为通带内波纹<3dB，阻带<-30dB，其中，f0为中心频点，Bt带宽；S7、将窄带线性调频波形St(n)和宽带噪声调频波形Sj(n)在时域上进行合成，生成多功能雷达探测波形S(n)，其数学模型如下：S(n)＝St(n)+Sj(n)(8)式(8)中St(n)为经过汉明加窗处理后的窄带线性调频波形，Sj(n)为工作频段与窄带线性调频波形St(n)分离的宽带噪声调频波形。下面以脉冲宽度为5us，窄带线性调频中心频率为2MHz，带宽为4MHz，宽带噪声调频波形工作频段为5-200MHz，采样频率为1000MHz的多功能雷达探测波形为例，分析其探测性能和干扰性能。通过自相关特性分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能雷达探测波形生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在多功能雷达探测波形的工作频段范围内随机选择起始频率，生成窄带线性调频波形；S2、采用汉明窗对窄带线性调频波形进行加窗处理，得到加窗处理的窄带线性调频波形；S3、生成高斯白噪声；S4、对生成的高斯白噪声进行宽带带通滤波器处理，生成有色高斯高斯噪声；S5、采用宽带有色高斯噪声对正弦波的频率进行调制，生成宽带噪声调频波形；S6、对生成的宽带噪声调频波形进行带阻滤波器处理，得到滤波处理后的宽带噪声调频波形；S7、将加窗处理的窄带线性调频波形和滤波处理后的宽带噪声调频波形在时域上进行合成，生成多功能雷达探测波形。

【技术特征摘要】
1.一种多功能雷达探测波形生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在多功能雷达探测波形的工作频段范围内随机选择起始频率，生成窄带线性调频波形；S2、采用汉明窗对窄带线性调频波形进行加窗处理，得到加窗处理的窄带线性调频波形；S3、生成高斯白噪声；S4、对生成的高斯白噪声进行宽带带通滤波器处理，生成有色高斯高斯噪声；S5、采用宽带有色高斯噪声对正弦波的频率进行调制，生成宽带噪声调频波形；S6、对生成的宽带噪声调频波形进行带阻滤波器处理，得到滤波处理后的宽带噪声调频波形；S7、将加窗处理的窄带线性调频波形和滤波处理后的宽带噪声调频波形在时域上进行合成，生成多功能雷达探测波形。2.根据权利要求1所述的一种多功能雷达探测波形生成方法，其特征在于：所述步骤S1中窄带线性调频波形的数学模型为其中，At为线性调频波形的幅度、f0为中心频点，Fs为采样频率，k为调频斜率，3.根据权利要求1所述的一种多功能雷达探测波形生成方法，其特征在于：所述步骤S2中汉明窗的计算公式为：所述窄带线性调频波形Sth(n)通过汉明窗加窗处理后的窄带线性调频波形St(n)为St(n)＝Sth(n)·W(n·Fs+1)，其中，W表示汉明窗的窗口系数，Fs为采样频率，4.根据权利要求1所述的一种多功能雷达探测波形生成方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘方正，杨星，耿洪磊，潘瑞蕾，刘世龙，
申请(专利权)人：安徽省瑞鼎电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34