一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法，包括以下步骤：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法


[0001]本专利技术属于电磁射频学和雷达信号仿真
，尤其涉及一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法
。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展和应用，在现代化的战场中，武器装备处于复杂的电磁环境中，复杂的电磁环境主要来源于两个主要的部分，一是大量的
、
多种类的
、
大功率的电力电子设备，造成局部空间中存在着较为密集的电磁信号；二是由于地理环境和自然条件变化的影响，造成无线电波传输过程中出现了一定的随机性
、
无法估计的衰落等特性，造成了局部环境中出现较为复杂的无线信道环境
。
在这两种因素的综合作用下，形成了空域
、
时域
、
频率以及能量上都较为复杂的动态电磁环境
。
[0003]复杂多变的电磁环境中，如何检测装备在复杂电磁环境中的性能，增强通信能力，是现在需要解决的问题
。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供了一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法，能够根据复杂电磁环境模拟需求，生成不同辐射源的复杂电磁环境态势下的雷达信号，并且生成可灵活调整参数的各类地面雷达复杂电磁信号，构建出雷达对抗信号环境
。
[0005]为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法，包括以下步骤：
[0007]步骤
1、
分析复杂电磁环境的通信环境，对雷达信号和电子对抗信号类型和特点进行分析；
[0008]步骤
2、
根据收集到的雷达信号数据，利用数字孪生技术设计模拟复杂电磁环境的雷达信号动态生成库，利用计算机程序计算出信号的
I/Q
数据，得到用于雷达生成的样本数据库；
[0009]步骤
3、
经过仿真软件模拟生成不同的类型的雷达信号数据，作为矢量信号源输入到信号发生器中；
[0010]步骤
4、
利用时域随机化处理方法得到任意波雷达信号
。
[0011]所述的任意波雷达信号产生方法，其中：步骤1中，雷达信号包括连续波雷达信号和脉冲雷达信号；电子对抗信号包括雷达干扰对抗信号和通信干扰对抗信号
。
[0012]所述的任意波雷达信号产生方法，其中步骤2包括：将收集到雷达信号数据进行编码，将常规脉冲雷达信号表示为： （式1）
[0013]其中：是脉冲重复周期，单位是
s
；是脉冲宽度，单位是
s
；是雷达发射信号
中第
i
个脉冲的幅度；是信号载频，单位是
Hz
；是第
i
个脉冲的初相，单位是
rad
；是矩形窗函数，取值与的范围有关，即是（式2）
[0014]所述的任意波雷达信号产生方法，其中步骤2包括将线性调频信号表示为：（式3）
[0015]其中：是脉冲重复周期，单位是
s
；是脉冲宽度，单位是
s
；是矩形窗函数
;
是线性调频信号幅度；是信号载频，单位是
Hz
；是调制斜率，为，
B
为调制带宽；是信号初相，单位是
rad。
[0016]所述的任意波雷达信号产生方法，其中步骤2包括将非线性调频信号表示为：（式4）
[0017]其中：是脉冲重复周期，单位是
s
；是脉冲宽度，单位是
s
；是矩形窗函数
;
是线性调频信号幅度；是第个非线性调频频点值，单位是
Hz
；是非线性调频频点数
。
[0018]所述的任意波雷达信号产生方法，其中步骤2包括以伪随机码或随机序列作为码字的相位编码把码字信息调制在载波相位中得到相位编码信号
。
[0019]编码信号的数学表达式为：（式5）
[0020]其中：是脉冲重复周期，单位是
s
；是脉冲宽度，单位是
s
；是矩形窗函数
;
是线性调频信号幅度；是信号载频，单位是
Hz
；是相位调制函数，取值由编码信息决定，单位
rad。
[0021]所述的任意波雷达信号产生方法，其中步骤3包括：
[0022]仿真生成不同的雷达信号，经过重采样和滤波后，得到矢量信号源，经过信号发生器中的
D/A
模块将数字信号转换为
I/Q
两路基带模拟信号输出，其中
I/Q
调制模块对
I/Q
两路基带信号进行正交载波的调制，将信号中心频率搬移至所需频段，最后输出信号
。
[0023]所述的任意波雷达信号产生方法，其中步骤4包括对雷达信号进行加权处理：
[0024]设生成的信号是长度为的单帧信号序列，利用加窗重叠过程
为：（式6）
[0025]其中：是加窗叠加法使用的窗系数，是时域间隔大小，代表的是信号帧序数，使用的窗系数需要满足：（式7）
[0026]所述的任意波雷达信号产生方法，其中：
[0027]经过离散傅里叶变换得到连续两帧时域信号和，信号的帧的长度是
。
[0028]将时域信号的前半部分信号与信号的后半部分加窗叠加得到的时域间隔半帧信号
。
[0029]时域信号的后半部分信号与信号的前半部分加窗叠加得到的时域间隔另外半帧信号；在这个过程中加窗函数需要满足：（式8）
[0030]所述的任意波雷达信号产生方法，其中：
[0031]引入一个修正系数对信号幅值进行修正，结合汉宁窗函数，修正系数为：（式9）
[0032]引入修正系数后，经过汉宁加窗函数处理输出的信号乘以修正系数得到任意波雷达信号为：（式
10
）
。
附图说明
[0033]图1为本专利技术公开的一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法的流程示意图；
[0034]图2为雷达信号分类图；
[0035]图3为对抗信号具体分类图；
[0036]图4为基于数字孪生技术雷达波动态数据库生成流程图；
[0037]图5为任意波雷达矢量源信号产生流程图；
[0038]图6为半正弦窗函数下的信号处理结果图；
[0039]图7为三角窗函数下的信号处理结果图；
[0040]图8为汉宁窗函数下的信号处理结果图；
[0041]图9为信号幅值修正系数图；
[0042]图
10
为修正后的任意波雷达信号图；
[0043]图
11
为修正后任意波雷达信号频谱图
。
具体实施方式
[0044]下面结合附图1‑
11
，对本专利技术的具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复杂电磁环境的任意波雷达信号产生方法，其特征在于包括以下步骤：步骤
1、
分析复杂电磁环境的通信环境，对雷达信号和电子对抗信号类型和特点进行分析；步骤
2、
根据收集到的雷达信号数据，利用数字孪生技术设计模拟复杂电磁环境的雷达信号动态生成库，利用计算机程序计算出信号的
I/Q
数据，得到用于雷达生成的样本数据库；步骤
3、
经过仿真软件模拟生成不同的类型的雷达信号数据，作为矢量信号源输入到信号发生器中；步骤
4、
利用时域随机化处理方法得到任意波雷达信号
。2.
根据权利要求1所述的任意波雷达信号产生方法，其特征在于：步骤1中，雷达信号包括连续波雷达信号和脉冲雷达信号；电子对抗信号包括雷达干扰对抗信号和通信干扰对抗信号
。3.
根据权利要求1所述的任意波雷达信号产生方法，其特征在于步骤2包括：将收集到雷达信号数据进行编码，将常规脉冲雷达信号表示为：（式1）其中：是脉冲重复周期，单位是
s
；是脉冲宽度，单位是
s
；是雷达发射信号中第
i
个脉冲的幅度；是信号载频，单位是
Hz
；是第
i
个脉冲的初相，单位是
rad
；是矩形窗函数，取值与的范围有关，即是（式2）
。4.
根据权利要求1所述的任意波雷达信号产生方法，其特征在于步骤2包括将线性调频信号表示为：（式3）其中：是脉冲重复周期，单位是
s
；是脉冲宽度，单位是
s
；是矩形窗函数
;
是线性调频信号幅度；是信号载频，单位是
Hz
；是调制斜率，为
±
B/
，
B
为调制带宽；是信号初相，单位是
rad。5.
根据权利要求1所述的任意波雷达信号产生方法，其特征在于步骤2包括将非线性调频信号表示为：（式4）
其中：是脉冲重复周期，单位是
s
；是脉冲宽度，单位是
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟循进，
申请(专利权)人：航宇伟创科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：