一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法技术

本发明专利技术提出了一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，采用一体化信号多普勒模糊函数旁瓣峰值比以及脉压后幅度的标准差与均值之比联合最小化准则进行优化，构造相应的目标函数；利用遗传算法求解目标函数，获取最优的幅度编码方式。模糊函数是分析雷达信号探测性能的有效工具，线性调频信号对多普勒频率不敏感，旁瓣峰值高。一体化信号优化设计的过程是通过改变脉冲幅度编码序列来求最值的问题，而遗传算法是将决策变量的编码作为运算对象,以目标函数值作为搜索信息，通过适应度函数来衡量个体的优良程度，具有较好的全局搜索性，故采用遗传算法来求解目标函数。本发明专利技术生成的一体化波形信号在干扰对方信号的同时还具有一定的探测功能。还具有一定的探测功能。还具有一定的探测功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法


[0001]本专利技术属于雷达探测与线性调频和脉冲幅度编码调制的一体化波形优化设计
，具体地说，涉及一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法。

技术介绍

[0002]在现代电子战中，电子侦察以及电子干扰都起着举足轻重的作用。事实上，有效的攻击对方电子系统与有效的保护己方电子系统同等重要。雷达和干扰机在功能上是截然不同的，多数情况下进行了分开设计，但是它们在结构上又有相似之处，比如干扰机同样具有发射功能，可以利用此信号完成探测，因此考虑把雷达探测和干扰功能合并，减少作战时所需要的设备数量，不仅能够降低成本，同时也能提高作战性能，为系统小型化、一体化发展提供新的可能。
[0003]为提高雷达的作用距离和距离分辨率，现代雷达普遍采用脉冲压缩雷达，其中线性调频信号是脉冲压缩雷达最常用的信号。间歇采样转发是针对大时宽带宽积信号的有效干扰技术，对LFM信号进行间歇采样转发在时域上也可体现为对LFM进行脉冲幅度调制。LFM信号经过间歇采样转发得到的干扰信号脉压后能够产生一定数量的假目标，均匀间歇采样转发的干扰信号脉压后假目标个数有限，干扰效果不明显。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的上述需求和缺陷，提出了一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，采用一体化信号多普勒模糊函数旁瓣峰值比以及脉压后幅度的标准差与均值之比联合最小化准则建立优化模型，构造相应的目标函数；利用遗传算法求解目标函数，获取最优的幅度编码方式。模糊函数可以体现测量精度以及距离和速度分辨力，是分析雷达信号探测性能的有效工具，线性调频信号对多普勒频率不敏感，旁瓣峰值高。一体化信号优化设计的过程是通过改变脉冲幅度编码序列来求最值的问题，而遗传算法是将决策变量的编码作为运算对象,以目标函数值作为搜索信息，通过适应度函数来衡量个体的优良程度，具有较好的全局搜索性，故采用遗传算法来求解目标函数。本专利技术生成的一体化波形信号在干扰对方信号的同时还具有一定的探测功能。
[0005]本专利技术具体实现内容如下：
[0006]本专利技术提出了一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，具体包括以下步骤：
[0007]步骤1：首先，计算多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)、脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)；然后，基于多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)、脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)并根据最小化准则构造目标函数R(t)；
[0008]步骤2：采样遗传算法求解目标函数R(t)，获得最佳的幅度编码方式；最后，采用最佳的幅度编码方式生成探测干扰的一体化波形。
[0009]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤1具体包括以下步骤：
[0010]步骤1.1：构建探测性能评价标准：计算多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)；
[0011]步骤1.2：构造干扰性能评价标准：计算脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)；
[0012]步骤1.3：基于多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)、脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)并根据最小化准则构造目标函数R(t)。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤1.1的具体操作为：
[0014]步骤1.1.1：定义一体化信号y(t)的模糊函数χ
y
(τ,ξ)，具体计算公式如下：
[0015][0016]式中t为时间变量，为对信号y(t)进行时延τ后的共轭运算，e
j2πζt
为多普勒频移量。
[0017]步骤1.1.2：对模糊函数χ
y
(τ,ξ)进行变换，得到一体化信号的多普勒模糊函数χ
y
(0,ξ)，具体公式为：
[0018][0019]式中，为信号y(t)的共轭运算。
[0020]步骤1.1.3：计算得到多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)，具体公式为：
[0021][0022]式中，ξ
d
为旁瓣取峰值时对应的多普勒频率；
[0023]所述旁瓣峰值比r1(t)与探测干扰一体化波形的探测性能呈反相关，即旁瓣峰值比r1(t)越小，则说明探测性能越好。
[0024]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤1.2具体包括以下步骤：
[0025]步骤1.2.1：经过间歇采样转发的线性调频信号脉压后产生一定数量的假目标，设定一体化信号y(t)匹配滤波器的系统函数h(t)为：
[0026][0027]式中，t0是使系统函数h(t)为因果可实现系统的常数，
“‑”
代表共轭计算；
[0028]因此h(t)可表示为：
[0029][0030]s(t)为线性调频信号，s(t)表达式为：
[0031][0032]式中，f
c
为载波频率；为调频斜率；B为信号带宽；T为雷达信号长度；为矩形信号，表达式为：
[0033][0034]步骤1.2.2：对线性调频信号s(t)进行调制得到一体化信号y(t)，一体化信号y(t)的表达式为：
[0035][0036]式中，c(t)为调制信号，为调制运算：
[0037]将上述一体化信号y(t)和系统函数h(t)带入一体化信号脉压公式进行计算计算后的信号x(t)，得到：
[0038][0039]式中，*为卷积运算；μ为卷积公式引入的计算量；
[0040]步骤1.2.3：计算一体化信号y(t)脉压后信号幅度标准差与均值之比r2(t)来衡量干扰效果，脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)的计算公式如下：
[0041][0042]式中，σ2(
·
)为方差运算，E(
·
)为均值运算，r2(t)与干扰性能成反相关，即r2(t)越小则干扰性能越好。
[0043]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤1.3的具体操作为：
[0044]构建目标函数R(t)，具体构建公式如下：
[0045][0046]式中，α1与α2为加权系数，α1+α2＝1。
[0047]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤2具体包括以下步骤：
[0048]步骤2.1：：初始化一体化波形集合；
[0049]步骤2.2：用遗传算法求解目标函数R(t)，获得最优的波形个体；
[0050]步骤2.3：对种群中的每个个体进行选择、交叉、变异、更新；
[0051]步骤2.4：设定迭代数目，循环执行步骤2.2
‑
步骤2.3，当第n次迭代与n
‑
1次迭代输出的种群里的个体均相同时，求解出最优的一体化波形，退出循环；
[0052]步骤2.5：生成求解出的最优的一体化波形。
[0053]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤2.1具体包括以下步骤：
[0054]步骤2.1.1：定义一体化波形集合y
n
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：首先，计算多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)、脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)；然后，基于多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)、脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)并根据最小化准则构造目标函数R(t)；步骤2：采样遗传算法求解目标函数R(t)，获得最佳的幅度编码方式；最后，采用最佳的幅度编码方式生成探测干扰的一体化波形。2.如权利要求1所述的一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：步骤1.1：构建探测性能评价标准：计算多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)；步骤1.2：构造干扰性能评价标准：计算脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)；步骤1.3：基于多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)、脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)并根据最小化准则构造目标函数R(t)。3.如权利要求2所述的一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，其特征在于，所述步骤1.1的具体操作为：步骤1.1.1：定义一体化信号y(t)的模糊函数χ
y
(τ,ξ)，具体计算公式如下：式中：τ为时延，ξ为多普勒频率，t为时间变量，为对信号y(t)进行时延τ后的共轭运算，e
j2πζt
为多普勒频移量；步骤1.1.2：对模糊函数χ
y
(τ,ξ)进行变换，得到一体化信号的多普勒模糊函数χ
y
(0,ξ)，具体公式为：式中，为信号y(t)的共轭运算；步骤1.1.3：计算得到多普勒模糊函数的旁瓣峰值比r1(t)，具体公式为：式中，ξ
d
为旁瓣取峰值时对应的多普勒频率；所述旁瓣峰值比r1(t)与探测干扰一体化波形的探测性能呈反相关，即旁瓣峰值比r1(t)越小，则说明探测性能越好。4.如权利要求2所述的一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括以下步骤：步骤1.2.1：经过间歇采样转发的线性调频信号脉压后产生一定数量的假目标，设定一体化信号y(t)匹配滤波器的系统函数h(t)为：
式中，t0是使系统函数h(t)为因果可实现系统的常数，上标
“‑”
代表共轭计算，因此系统函数h(t)也表示为：s(t)为线性调频信号，s(t)表达式为：式中，f
c
为载波频率；为调频斜率；B为信号带宽；T为雷达信号长度；为矩形信号，表达式为：步骤1.2.2：对线性调频信号s(t)进行调制得到一体化信号y(t)，一体化信号y(t)的表达式为：式中，c(t)为调制信号，为调制运算：将上述一体化信号y(t)和系统函数h(t)带入一体化信号脉压公式进行计算计算后的信号x(t)，得到：式中，*为卷积运算；步骤1.2.3：计算一体化信号y(t)脉压后信号幅度标准差与均值之比r2(t)来衡量干扰效果，脉压后幅度的标准差与均值之比r2(t)的计算公式如下：式中，σ2(
·
)为方差运算，E(
·
)为均值运算，r2(t)与干扰性能成反相关，即r2(t)越小则干扰性能越好。5.如权利要求2或3或4所述的一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，其特征在于，所述步骤1.3的具体操作为：构建目标函数R(t)，具体构建公式如下：
式中，α1与α2为加权系数，α1+α2＝1。6.如权利要求1所述的一种基于间歇采样的探测干扰一体化波形生成方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：步骤2.1：：...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小松，张颖，张春雨，詹磊，陈涛，马亮，康靖，
申请(专利权)人：成都能通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：