一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法，该系统通过数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块实现。数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽；相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。本发明专利技术解决了传统的信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题。

A phase spectrum synthesis system and method of LFM signal with large time bandwidth and wide product for radar equipment

The invention discloses a phase spectrum synthesis system and method of radar equipment large time broadband wide product LFM signal, which is realized by data buffer module, FFT module, frequency modulation bandwidth determination module and phase spectrum synthesis module. The data cache module caches the discrete data of the LFM signal with large time bandwidth and wide product; the FFT module performs fast Fourier transform on the cache data to obtain the frequency domain data; the frequency modulation bandwidth determination module calculates the frequency modulation bandwidth according to the frequency domain data; the phase spectrum synthesis module performs phase spectrum synthesis on the LFM signal with large time bandwidth and wide product. The invention solves the problem of complex calculation when the traditional signal phase spectrum synthesis method synthesizes the phase spectrum of the large-time broadband wide product LFM signal.

【技术实现步骤摘要】
一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法
本专利技术涉及信号相位谱合成
，特别是一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法。
技术介绍
雷达设备在运行过程中需要对大时宽带宽积线性调频LFM信号的相位谱进行合成，传统的信号相位谱合成方法为信号相位谱直接合成法：对脉冲信号进行采集，之后进行离散傅立叶变换，对变换结果提取相位信息以得到脉冲信号的相位谱，此方法对于一般的雷达波形信号的相位谱合成时，直接且有效，但对于大时宽带宽积LFM信号的相位谱进行合成时，由于没有利用LFM信号的相位谱特性，对离散傅立叶变换结果进行相位提取时，计算非常复杂。FFT为快速傅立叶变换，能够将时域数据转换为频域数据。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法，解决传统信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题。对此本专利技术提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统，所述系统包括：数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块；数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽；相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。此外，本专利技术提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成方法，所述方法包括：对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；根据频域数据计算出调频带宽；对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。本专利技术解决了传统信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题，经过多次测试，认为此种方法有效、可行，能够对大时宽带宽积LFM信号的相位谱进行合成，且计算量小，目前本方法已成功应用在雷达设备试验样机中，并且在各项试验中，雷达设备试验样机合成的相位谱精确，满足系统使用要求。具体实例方式以下对本专利技术的具体实施方式作出详细说明。本专利技术提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成方法，该方法包括：第一步、对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；第二步、对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；第三步、根据频域数据计算出调频带宽；第四步、对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。第一步、对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理包括：在一个脉冲宽度τ的时间范围内对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理，形成缓存数据x(n)，数据速率为fs，n为时域数据点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝fs·τ。第二步、对缓存数据进行快速傅立叶变换以得到频域数据包括：对缓存数据x(n)进行N点快速傅立叶变换：将缓存数据x(n)从时域变换到频域，得到频域数据X(k)，X(k)为复数，式中k为频域数据点索引值，k＝1,2,...,N；j为虚数单位，表示e-j2πkn/N＝cos(2πkn/N)-jsin(2πkn/N)，为复数。第三步、根据频域数据计算出调频带宽包括：计算频域数据X(k)的模值A(k)：A(k)＝|X(k)|，对模值A(k)进行多项式曲线拟合，多项式次数设置为p，得到曲线α(t)，t为时间参数，对曲线α(t)进行N点等间隔抽取数据，得到一个频域数据β(m)，m为频域数据点索引值，m＝1,2,...,N；计算调频带宽B：B＝(mmax-mmin)Δf，mmax为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最大频域数据点索引值；mmin为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最小频域数据点索引值；βmax为频域数据β(m)的最大值；Δf＝fs/N为FFT的分辨率。第四步、对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成包括：对大时宽带宽积的LFM信号的相位谱φ(f)进行合成：式中f为频域变量，f0为LFM信号的中心频率。至此，完成了雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱的合成。实施例1本专利技术还提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统：首先、搭建相位谱合成系统相位谱合成系统，包括：数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块。数据缓存模块的功能为：对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；FFT模块的功能为：对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；调频带宽确定模块的功能为：根据频域数据计算出调频带宽；相位谱合成模块的功能为：对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理：数据缓存模块在一个脉冲宽度τ的时间范围内对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理，形成缓存数据x(n)，数据速率为fs，n为时域数据点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝fs·τ。FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据。FFT模块对缓存数据x(n)进行N点快速傅立叶变换：将缓存数据x(n)从时域变换到频域，得到频域数据X(k)，X(k)为复数，式中k为频域数据点索引值，k＝1,2,...,N；j为虚数单位，表示e-j2πkn/N＝cos(2πkn/N)-jsin(2πkn/N)，为复数。调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽。调频带宽确定模块计算频域数据X(k)的模值A(k)：A(k)＝|X(k)|，对模值A(k)进行多项式曲线拟合，多项式次数设置为p，得到曲线α(t)，t为时间参数，对曲线α(t)进行N点等间隔抽取数据，得到一个新的频域数据β(m)，m为频域数据点索引值，m＝1,2,...,N。计算调频带宽B：B＝(mmax-mmin)Δf，mmax为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最大频域数据点索引值；mmin为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最小频域数据点索引值；βmax为频域数据β(m)的最大值；Δf＝fs/N为FFT的分辨率。相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号的相位谱φ(f)进行合成：式中f为频域变量，f0为LFM信号的中心频率。至此，完成了雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱的合成。本专利技术解决了传统信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题，经过多次测试，认为此种方法有效、可行，能够对大时宽带宽积LFM信号的相位谱进行合成，且计算量小，目前本方法已成功应用在雷达设备试验样机中，并且在各项试验中，雷达设备试验样机合成的相位谱精确，满足系统使用要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统，其特征在于，所述系统包括：数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块；/n数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；/nFFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；/n调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽；/n相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。/n

【技术特征摘要】
1.一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统，其特征在于，所述系统包括：数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块；
数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；
FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；
调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽；
相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理包括：
数据缓存模块在一个脉冲宽度τ的时间范围内对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理，形成缓存数据x(n)，数据速率为fs，n为时域数据点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝fs·τ。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换以得到频域数据包括：
FFT模块对缓存数据x(n)进行N点快速傅立叶变换：



将缓存数据x(n)从时域变换到频域，得到频域数据X(k)，X(k)为复数，式中k为频域数据点索引值，k＝1,2,...,N；j为虚数单位，表示e-j2πkn/N＝cos(2πkn/N)-jsin(2πkn/N)，为复数。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽包括：
调频带宽确定模块计算频域数据X(k)的模值A(k)：A(k)＝|X(k)|，对模值A(k)进行多项式曲线拟合，多项式次数为p，得到曲线α(t)，t为时间参数，对曲线α(t)进行N点等间隔抽取数据，得到一个频域数据β(m)，m为频域数据点索引值，m＝1,2,...,N；
计算调频带宽B：B＝(mmax-mmin)Δf，mmax为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最大频域数据点索引值；mmin为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最小频域数据点索引值；βmax为频域数据β(m)的最大值；Δf＝fs/N为FFT的分辨率。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成包括：
相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号的相位谱φ...

【专利技术属性】
技术研发人员：段云鹏，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11