一种正交多相编码波形获取方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种正交多相编码波形获取方法及电子设备。本发明专利技术提供一种正交多相编码波形获取方法，包括，确定脉冲宽度、脉冲相参积累个数、码元数目、码元相位选择值和脉冲重复周期，建立脉冲重复周期组；或，确定脉冲宽度、脉冲相参积累个数、码元数目、码元相位的选择值和脉冲重复频率范围，建立脉冲重复频率组；根据所述脉冲重复周期组/所述脉冲重复频率组，将雷达距离‑速度遮挡区域最小化函数、波形归一化自相关旁瓣峰值最小化函数和互相关峰值最小化函数的加权和作为目标函数；求解所述目标函数，得到正交多相编码波形。本发明专利技术还提供一种电子设备，包含上述正交多相编码波形获取方法。本发明专利技术解决了MPRF‑PD波形求解速度慢和重频数多的问题。

A waveform acquisition method, device and electronic equipment of orthogonal polyphase coding

【技术实现步骤摘要】
一种正交多相编码波形获取方法、装置及电子设备
本专利技术涉及
，尤其涉及一种正交多相编码波形获取方法、装置及电子设备。
技术介绍
中重复频率(mediumpulserepetitionfrequency,MPRF)脉冲多普勒(pulseDoppler,PD)波形具有良好的杂波抑制效果，可有效降低地面低空监视雷达探测性能受环境杂波影响的程度，而MPRF-PD波形存在距离和速度二维模糊及遮挡的缺点，必须采用多重频组联合探测的方法解模糊，从而得到正交多相编码波形。上述过程存在重频数多，节省搜索时间长的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种正交多相编码波形获取方法，包括，S1，确定脉冲宽度τ、脉冲相参积累个数I、码元数目Kr、码元相位选择值和脉冲重复周期PRT，建立脉冲重复周期组；或，确定脉冲宽度τ、脉冲相参积累个数I、码元数目Kr、码元相位的选择值和脉冲重复频率PRF范围，建立脉冲重复频率组；S2，根据所述脉冲重复周期组/所述脉冲重复频率组，将雷达距离-速度遮挡区域最小化函数、波形归一化自相关旁瓣峰值最小化函数和互相关峰值最小化函数的加权和作为目标函数；S3，求解所述目标函数，得到正交多相编码波形。进一步的，在所述S2中，所述雷达距离-速度遮挡区域最小化函数minE1为其中，N为重频数，k表示第k个距离单元，i表示第i组重频，x和y为任意自然数，l代表第l个速度通道，距离单元个数为K(i)，i＝1,…,N，速度通道个数为Lv(i)，Rmax为最大探测距离，Kr为发射脉冲包含的码元数，Lc为杂波占据的速度通道数；gi(k)为第i组重频对应的第k个距离单元的可见度，为1代表所述距离单元遮挡，为0代表不遮挡；ei(l)为第i组重频对应的第l个速度通道的遮挡程度，所述ei(l)为1代表该距离单元遮挡，为0代表不遮挡；fi(k,l)为第i组重频探测时距离单元k和速度单元l的遮挡度；f(k,l)为所有重频联合探测时的距离-速度遮挡度，当可见的重频数之和等于N时，所述遮挡度为1，否则不遮挡。进一步的，所述波形归一化自相关旁瓣峰值最小化函数为所述互相关峰值最小化函数为在所述S2中，所述目标函数为其中，τ0为子码时间宽度；φn(k)为第n个正交波形内第k个子码的初始相位，取值为(0,2π)，Kr为发射脉冲包含的码元数，λ1,λ2,λ3为目标函数加权系数。进一步的，所述S3求解的过程包括，采取获取的正交码元序列基因编码方式，通过遗传算法求解所述目标函数。进一步的，所述获取的正交码元序列基因编码方式过程包括：S311，根据码元长度范围随机选定码元长度；S312，按照所述码元长度选择相应的码元，为选择的每个码元随机分配所述码元相位选择值；S313，根据所述选择的相应码元的码元相位数列中，码元相位的位置序号作为所述对应基因的数值。进一步的，在所述S3中通过所述遗传算法求解所述目标函数的过程包括，确定所述遗传算法中的种群数量和适应度的算法参数，确定选择运算、交叉运算和变异运算中的一种作为遗传算子操作方式。进一步的，在所述遗传算法中，将所述目标函数作为对应染色体的适应度值。进一步的，在所述遗传算法中，执行以下步骤：所述选择运算使用基于概率选择方式和确定方式，所述适应度值高于平均适应度的个体保留到下一代；所述交叉运算使用单断点交叉法，在染色体随机配对后，随机设置一个交叉点位置d，d表示交叉点设置在该基因座之后，再相互交换配对染色体之间的部分基因；所述变异运算采用基本位变异算子、均匀变异算子、边界变异算子和非均匀变异算子；在使用所述均匀变异、所述边界变异算子和所述非均匀变异算子后再进行取整运算。进一步的，在所述遗传算法中，还包括，选择所述非均匀变异算子，按公式进行计算，其中xi为个体x中的一个变异点，所述变异点的基因取值范围为[ai,bi]；r3为第一随机数；Δ(t,y)表示[0,y]范围内符合非均匀分布的一个随机数；所述随机数通过公式Δ(t,y)＝y×r×(1-t/T)b得出，其中r是[0,1]中的第二随机数；T是最大进化代数；b是一个给定的参数；并对新个体x′i进行取整操作。本专利技术还提供一种电子设备：包含上述任一项所述的正交多相编码波形获取方法。本专利技术的有益效果：降低重频数，节省搜索时间，采用正交多相编码波形避免目标距离模糊，以距离-速度二维遮挡区域最小化及波形归一化自相关旁瓣峰值和互相关峰值最小为目标函数，建立重复周期组和多相编码序列组同步优化设计模型。利用遗传算法求解模型的最优解，并给出了具体的求解步骤。该模型在解决MPRF-PD正交多相编码波形的遮挡和低旁瓣问题具有很好的应用性，对提高地面低空监视雷达的探测效果有一定的可行性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种正交多相编码波形获取方法示意图；图2为本专利技术实施例提供的四相编码波形示意图。图3为本专利技术实施例提供的五重频目标函数优化过程示意图。图4为本专利技术实施例提供的可见区域优化过程示意图。图5为本专利技术实施例提供的正交波形自相关函数优化过程示意图。图6为本专利技术实施例提供的正交波箱互相关函数优化过程示意图。图7为本专利技术实施例提供的距离-速度二维区域可见区域示意图。图8为本专利技术实施例提供的五组正交四相编码序列自相关函数示意图。图9为本专利技术实施例提供的五组正交四相编码序列互相关函数示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。图1为本专利技术实施例提供的一种正交多相编码波形获取方法，包括；S1，确定脉冲宽度τ、脉冲相参积累个数I、码元数目Kr、码元相位选择值和脉冲重复周期PRT，建立脉冲重复周期组；或，确定脉冲宽度τ、脉冲相参积累个数I、码元数目Kr、码元相位的选择值和脉冲重复频率PRF范围，建立脉冲重复频率组；S2，根据所述脉冲重复周期组/所述脉冲重复频率组，将雷达距离-速度遮挡区域最小化函数、波形归一化自相关旁瓣峰值最小化函数和互相关峰值最小化函数的加权和作为目标函数；S3，求解所述目标函数，得到正交多相编码波形。本专利技术实施例的有益效果：降低重频数，节省搜索时间，采用正交多相编码波形避免目标距离模糊，以距离-速度二维遮挡区域最小化及波形归一化自相关旁瓣峰值和互相关峰值最小为目标函数，建立重复周期组和多相编码序列组同步优化设计模型。利用遗传算法求解模型的最优解，并给出了具体的求解步骤。该模型在解决MPRF-PD正交多相编码波形的遮挡和低旁瓣问题具有很好的应用性，对提高地面低空监视雷达的探测效果有一定的可行性。在上述实施例中，所述S1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正交多相编码波形获取方法，其特征在于：包括，/nS1，确定脉冲宽度τ、脉冲相参积累个数I、码元数目K

【技术特征摘要】
1.一种正交多相编码波形获取方法，其特征在于：包括，
S1，确定脉冲宽度τ、脉冲相参积累个数I、码元数目Kr、码元相位选择值和脉冲重复周期PRT，建立脉冲重复周期组；
或，确定脉冲宽度τ、脉冲相参积累个数I、码元数目Kr、码元相位的选择值和脉冲重复频率PRF范围，建立脉冲重复频率组；
S2，根据所述脉冲重复周期组/所述脉冲重复频率组，将雷达距离-速度遮挡区域最小化函数、波形归一化自相关旁瓣峰值最小化函数和互相关峰值最小化函数的加权和作为目标函数；
S3，求解所述目标函数，得到正交多相编码波形。


2.根据权利要求1所述的一种正交多相编码波形获取方法，其特征在于：在所述S2中，所述雷达距离-速度遮挡区域最小化函数minE1为



其中，N为重频数，k表示第k个距离单元，i表示第i组重频，x和y为任意自然数，l代表第l个速度通道，距离单元个数为K(i)，i＝1,…,N，速度通道个数为Lv(i)，Rmax为最大探测距离，Kr为发射脉冲包含的码元数，Lc为杂波占据的速度通道数；gi(k)为第i组重频对应的第k个距离单元的可见度，为1代表所述距离单元遮挡，为0代表不遮挡；ei(l)为第i组重频对应的第l个速度通道的遮挡程度，所述ei(l)为1代表该距离单元遮挡，为0代表不遮挡；fi(k,l)为第i组重频探测时距离单元k和速度单元l的遮挡度；f(k,l)为所有重频联合探测时的距离-速度遮挡度，当可见的重频数之和等于N时，所述遮挡度为1，否则不遮挡。


3.根据权利要求2所述的一种正交多相编码波形获取方法，其特征在于：所述波形归一化自相关旁瓣峰值最小化函数为



所述互相关峰值最小化函数为



在所述S2中，所述目标函数为



其中，τ0为子码时间宽度；φn(k)为第n个正交波形内第k个子码的初始相位，取值为(0,2π)，Kr为发射脉冲包含的码元数，λ1,λ2,λ3为目标函数加权系数。


4.根据权利要求3所述的一种正交多相编码波形获取方法，其特征在于：所述S3求解的过程包括，
采取获取的正交码元序列基因编码方式，通过遗传算法求解所述目标函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张养瑞，田永华，常振春，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11