【技术实现步骤摘要】
低峰值旁瓣的非连续谱信号频谱塑形方法
[0001]本专利技术涉及低峰值旁瓣的非连续谱信号频谱塑形方法，属于雷达波形设计领域。
技术介绍
[0002]雷达是一种通过发射并接收电磁波来探测目标的系统。随着科技的进步，传感器数量出现爆炸式增长，频谱资源的供需问题越来越严重。面对同频干扰密集的电磁环境，现代雷达技术采用接收端干扰对消和发射端波形设计的方法来消除干扰的影响。然而接收端干扰对消的方法往往会造成信噪比的损失，因此发射端波形设计的方法得到了广泛的关注与应用。
[0003]为了对抗同频干扰，可以对发射信号的频谱设计凹陷，避开干扰频段，在保证距离分辨率的同时提高信干噪比。然而在频谱设置凹陷会使得发射信号自相关函数旁瓣抬高，导致临近的弱目标被遮蔽，因此在信号波形设计中需要同时考虑自相关旁瓣水平以及信干噪比；由于峰值旁瓣代表信号相关函数在旁瓣区的性能下限，因此评估对弱目标的遮蔽效应采用峰值旁瓣水平更为合适。研究者们通过将峰值旁瓣水平与信干噪比两项性能作为优化问题的目标函数或约束来设计发射信号，或通过使信号频谱形状接近某个模板...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低峰值旁瓣的非连续谱信号频谱塑形方法，其特征在于包括，步骤一：基于功率谱表示发射信号的信干噪比和加权峰值旁瓣水平，并采用指数对数平滑函数对加权峰值旁瓣水平进行转化，得到转化后加权峰值旁瓣水平；步骤二：对基于功率谱表示的信干噪比和转化后加权峰值旁瓣水平进行加权，得到目标函数；步骤三：对功率谱设定约束条件，结合目标函数建立频谱塑形优化问题；步骤四：确定频谱塑形优化问题具有唯一最优解，并求解频谱塑形优化问题，得到最优功率谱；计算所述最优功率谱对应的信干噪比和峰值旁瓣；步骤五：调整目标函数的加权系数，返回步骤二，得到不同加权系数下的最优功率谱，并得到不同加权系数下最优功率谱对应的信干噪比与峰值旁瓣；步骤六：根据不同加权系数下最优功率谱对应的信干噪比与峰值旁瓣之间的关系得到发射信号的频谱模板，从而实现频谱塑形。2.根据权利要求1所述的低峰值旁瓣的非连续谱信号频谱塑形方法，其特征在于，步骤一中，得到基于功率谱表示的信干噪比的方法包括：对雷达回波进行匹配滤波获得的发射信号的信干噪比SINR
MF
表示为：式中为发射信号S的补零形式，发射信号S包括N点信号：S＝[s1,...,s
N
]；则表示为：R为协方差矩阵；将maxSINR
MF
问题转化为假设协方差矩阵的总维度K>50，则协方差矩阵R近似为：R≈F
H
ΛF，式中F为傅里叶变换矩阵，Λ为干扰功率谱系数对角阵：则表示为：表示为：为干扰功率谱密度在第k个频率单元的系数：Λ
k,k
为干扰功率谱系数对角阵Λ的对角线元素；p(k)为功率谱；再将maxSINR
MF
问题转化为以下优化问题：minf1(p)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中f1(p)为基于功率谱表示的信干噪比，
3.根据权利要求2所述的低峰值旁瓣的非连续谱信号频谱塑形方法，其特征在于，步骤一中，得到基于功率谱表示的发射信号的加权峰值旁瓣水平的方法包括：加权峰值旁瓣水平WPSL1定义为：WPSL1＝max{w
n
|r
n
|2},n＝[
‑
N+1,
‑
1]∪[1,N
‑
1]
ꢀꢀꢀꢀ
(5)式中w
n
为第n点的自相关旁瓣加权系数，r
n
为第n点的自相关；基于功率谱的逆傅里叶变换表示发射信号的自相关函数r为：式中P为功率谱向量：P＝[p(1),p(2),...,p(K)]，K＝2N；则公式(5)的基于功率谱表示的加权峰值旁瓣水平WPSL1进一步表示为：其中：对加权峰值旁瓣水平WPSL1进行变形，得到基于功率谱表示的加权峰值旁瓣水平WPSL2：4.根据权利要求3所述的低峰值旁瓣的非连续谱信号频谱塑形方法，其特征在于，步骤一中，对加权峰值旁瓣水平的无穷范数问题进行转化的方法为：定义指数对数平滑函数f(z)：式中Q为指数对数平滑系数，z
i
为向量z中的第i个元素，当Q大于2，指数对数平滑函数f(...
【专利技术属性】
技术研发人员：位寅生，贾朝波，于雷，徐朝阳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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