一種基于混合序列的雷達波形調(diào)幅調(diào)相方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達發(fā)射波形設(shè)計領(lǐng)域，涉及雷達波形的調(diào)幅調(diào)相的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷達發(fā)射信號波形對雷達性能有極其重要的影響，發(fā)射信號決定了雷達的體制、 信號的產(chǎn)生以及接收信號的最佳處理方法。而信號的復(fù)雜程度也保證了雷達的低截獲能 力。近年來，混沌信號因具有尖銳的自相關(guān)函數(shù)，圖釘型的模糊函數(shù)，超寬帶，正好符合現(xiàn)代 雷達系統(tǒng)較高的測距測速精度的要求；同時，混沌信號的類噪聲特性和初值敏感性使得信 號參數(shù)不易被敵方偵察接收機截獲，而混沌調(diào)制信號對己方來說卻是確定性信號，為己方 雷達波形設(shè)計提供了便利。
[0003] 混沌用于波形設(shè)計在幅度、頻率、相位單獨調(diào)制方面成果較多，但單一調(diào)制波形復(fù) 雜度較低，且限制了混沌信號可預(yù)測的概率，雷達的截獲概率（LIP)和抗干擾性能（ECCM)。 tent序列和logistic序列是比較常用的兩種混沌信號，兩種序列在單獨調(diào)幅，調(diào)相方面具 有良好的自相關(guān)和互相關(guān)性能，但聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相的性能很差。本發(fā)明提出米用tent序列和 logistic序列以1: 1混合形成的復(fù)合序列用于聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相波形，降低了混沌信號可預(yù)測 的概率，雷達的截獲概率（LIP)，提高了抗干擾性能（ECCM)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要針對基于混沌序列的單一調(diào)幅或調(diào)相波形設(shè)計存在波形復(fù)雜度低，限 制了混沌信號可預(yù)測的概率，雷達的截獲概率（LIP)和抗干擾性能（ECCM)等問題，以及 tent序列和logistic序列兩種序列在聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相的性能差的問題。提出了采用tent序 列和logistic序列以1:1混合形成的復(fù)合序列用于聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相波形，旨在結(jié)合調(diào)幅和 調(diào)相的優(yōu)點，信號幅度和相位均隨混沌信號變化，提高復(fù)雜度，減小被截獲概率。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于混合序列的雷達波形調(diào)幅調(diào)相方法，該方 法包括：
[0006] 步驟1 :獲取需要調(diào)制的信號，判斷需要該信號的周期，識別出需要調(diào)制信號一個 周期內(nèi)的子脈沖個數(shù)N ;
[0007] 步驟2 :將tent序列和logistic序列1 :1混合，獲取碼長為N混合序列；
[0008] 步驟3 :使用步驟2的混合序列，對獲取的周期內(nèi)的各個脈沖進行相位調(diào)制；
[0009] 步驟4 :使用步驟2的混合序列，對步驟3獲得的調(diào)制信號進行幅度調(diào)制；
[0010] 步驟5 :輸出調(diào)制結(jié)果。
[0011] 進一步的所述步驟2首先選取出多組碼長為N混合序列，從中選取出自相關(guān)旁瓣 最低的一組作為后續(xù)進行調(diào)制的混合序列。
[0012] 進一步的所述步驟3、4的等時間離散化后的信號復(fù)包絡(luò)表達式為：
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將tent序列和logistic序列以1:1混合形成的 復(fù)合序列用于聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相波形設(shè)計，復(fù)合序列本身就提高了混沌信號的復(fù)雜性；再者， 幅度和相位均隨混合序列隨機變化，使得信號被敵方截獲的概率大大減小，提升了雷達 系統(tǒng)的隱身能力。混合序列調(diào)幅調(diào)相雷達波形具有尖銳的自相關(guān)函數(shù)，自相關(guān)芳辦峰值 最大值可達到-23. 59dB，互相關(guān)旁瓣峰值最大值可達到-20. 98dB，自相關(guān)旁瓣峰值平均 值-40. 23dB，互相關(guān)旁瓣峰值平均值可達到-39. 89dB。它的模糊函數(shù)具有比較理想的"圖 釘"形狀，且明顯好于tent序列聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相或者logistic序列聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相的情況，性 能可與現(xiàn)有文獻中的兩種序列在單獨調(diào)幅、調(diào)相方面匹敵?？梢娀旌闲蛄斜萒ent序列或 Logistic序列在幅度-相位聯(lián)合調(diào)制方面具有明顯的改善。
【附圖說明】
[0016] 圖1為tent序列或logistic序列幅度-相位聯(lián)合調(diào)制信號組圖；
[0017] 圖2為上述混合序列的波形圖；
[0018] 圖3為混合序列幅度-相位聯(lián)合調(diào)制混沌雷達信號的自相關(guān)示意圖；
[0019] 圖4為互相關(guān)不意圖；
[0020] 圖5為模糊函數(shù)的仿真示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0022] 假設(shè)MMO雷達系統(tǒng)有M個獨立的發(fā)射單元，且每個發(fā)射單元由N個子脈沖構(gòu)成， 子脈沖持續(xù)時間為T。
[0023] 步驟1 :首先分別采用Tent映射和Logistic映射生成長度為N的兩個混純序列， 再以1:1混合生成長度為2*N的序列，按照長度P截短為2*N/P段序列。采用較常用的tent 映射表達式為：
[0024] 所述的步驟1中的混沌序列采用較常用的tent映射表達式為：
[0025] X (n+1) = 0? 5_u I X (n) I，n = 0, 1，2......
[0026] X (0)為初值且 X (0) G [-0? 5, 0? 5]，X (n) G [-0? 5, 0? 5] ;u 為自由參數(shù)，且 u = 2- e，e - 0。Logistic映射表達式為：
[0027] X (n+1) = u (0? 25-x (n)2) -〇? 5, n = 0, 1，2......
[0028] x (0)為初值且 x (0) G [-0? 5, 0? 5]，x (n) G [-0? 5, 0? 5] ;u 為自由參數(shù)，且 u = 4-e, e - 0。e 取 0.001，初值取 0.39。
[0029] 步驟2 :選取一段序列，令其為{x (0)，X (I)，X (2)，...，X (N)};選取方法為：對步驟 1中的2*N/P段序列進行仿真，選取出自相關(guān)旁瓣最低的一組。大量仿真實驗表明，初值的 選取對最終選取的結(jié)果影響不大。
[0030] 步驟3 :對混沌聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相信號進行編碼，編碼方式即將一個脈沖等分為一系 列子脈沖，對不同的子脈沖進行不同的幅度調(diào)制，同時對每個幅度編碼子脈沖內(nèi)對波形的 每個周期使用隨機產(chǎn)生的初始相位。
[0031] 步驟4:幅度-相位聯(lián)合調(diào)制混沌雷達信號可表示為：
[0044]步驟5 :混沌序列具有多值遍歷性，在相位編碼時需要對原始混沌序列二值量化。 二值量化的方法為即首先求此原始序列的均值，即
[0046]貝丨J
[0048] 圖I (a)-(c)為tent序列（序列長度為1024)幅度-相位聯(lián)合調(diào)制混沌雷達信號 的自相關(guān)，互相關(guān)以及模糊函數(shù)的仿真示意圖；圖l(d)-(g)為logistic序列（序列長度為 1024)幅度-相位聯(lián)合調(diào)制混沌雷達信號的自相關(guān)，互相關(guān)以及模糊函數(shù)的仿真示意圖，可 以看出兩種序列分別調(diào)制的自相關(guān)，互相關(guān)和模糊函數(shù)都不太理想，尤其是自相關(guān)函數(shù)旁 瓣較高；
[0049] 圖2為上述混合序列的波形圖、圖3為混合序列幅度-相位聯(lián)合調(diào)制混沌雷達 信號的自相關(guān)示意圖、圖4為互相關(guān)示意圖，圖5為模糊函數(shù)的仿真示意圖。以現(xiàn)有方法 設(shè)計幅度調(diào)制混沌雷達波形和相位調(diào)制混沌雷達波形對比。表1為tent序列聯(lián)合調(diào)幅調(diào) 相（AM-PM (tent))歸一化的自相關(guān)旁瓣峰值最大值（最大ASP)、互相關(guān)峰值最大值（最大 CP)、自相關(guān)旁瓣峰值平均值（平均ASP)、互相關(guān)峰值平均值（平均CP);以及l(fā)ogistic混 沌序列聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相（AM-PM(Iogistic))歸一化的最大ASP、最大CP、平均ASP、平均CP ;以 及混合序列聯(lián)合調(diào)幅調(diào)相（AM-PM(comp))歸一化的最大ASP、最大CP、平均ASP、平均CP。
[0050] 表1各種調(diào)制信號相關(guān)性分析
[0051]
【主權(quán)項】
1. 一種基于混合序列的雷達波形調(diào)幅調(diào)相方法，該方法包括： 步驟1 :獲取需要調(diào)制的信號，判斷需要該信號的周期，識別出需要調(diào)制信號一個周期 內(nèi)的子脈沖個數(shù)N ; 步驟2 :將tent序列和logistic序列1 :1混合，獲取碼長為N混合序列； 步驟3 :使用步驟2的混合序列，對獲取的周期內(nèi)的各個脈沖進行相位調(diào)制； 步驟4 :使用步驟2的混合序列，對步驟3獲得的調(diào)制信號進行幅度調(diào)制； 步驟5 :輸出調(diào)制結(jié)果。2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于混合序列的雷達波形調(diào)幅調(diào)相方法，其特征在于所述 步驟2首先選取出多組碼長為N混合序列，從中選取出自相關(guān)旁瓣最低的一組作為后續(xù)進 行調(diào)制的混合序列。3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于混合序列的雷達波形調(diào)幅調(diào)相方法，其特征在于所述 步驟3、4的等時間離散化后的信號復(fù)包絡(luò)表達式為：其中：x (η)為混合序列，為子待調(diào)制信 號，tp為子脈沖寬度，為待調(diào)制信號一個周期內(nèi)的一個 子脈沖。
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種基于混合序列的雷達波形調(diào)幅調(diào)相方法，屬于雷達發(fā)射波形設(shè)計領(lǐng)域，涉及雷達波形的調(diào)幅調(diào)相的方法。獲取需要調(diào)制的信號，判斷需要該信號的周期，識別出需要調(diào)制信號一個周期內(nèi)的子脈沖個數(shù)N；將tent序列和logistic序列1：1混合，獲取碼長為N混合序列；使用步驟2的混合序列，對獲取的周期內(nèi)的各個脈沖進行相位調(diào)制；使用步驟2的混合序列，對步驟3獲得的調(diào)制信號進行幅度調(diào)制；輸出調(diào)制結(jié)果。結(jié)合調(diào)幅和調(diào)相的優(yōu)點,信號幅度和相位均隨混沌信號變化，提高了復(fù)雜度，減小了被截獲概率。
【IPC分類】G01S7/35, G01S7/28, G01S7/36
【公開號】CN105068051
【申請?zhí)枴緾N201510494681
【發(fā)明人】周云, 盧霞霞, 趙延棟, 舒占軍, 于雪蓮
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月13日