專利名稱：一種風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)探測(cè)中抗有源干擾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)探測(cè)方法，特別是一種風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)探測(cè)中抗有源干擾方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)廓線雷達(dá)(Wind Profiling Radar, WPR)是通過探測(cè)大氣湍流對(duì)電磁波的反射和散射來連續(xù)探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng)等物理量的一種全天候大氣遙感探測(cè)設(shè)備。風(fēng)廓線雷達(dá)所探測(cè)的是不斷運(yùn)動(dòng)的大氣湍流，通過探測(cè)大氣湍流團(tuán)不均勻結(jié)構(gòu)的整體運(yùn)動(dòng)來測(cè)量大氣風(fēng)速、 風(fēng)向，具有較高的測(cè)風(fēng)實(shí)時(shí)性和精度，是中小尺度大氣探測(cè)的關(guān)鍵設(shè)備之一。風(fēng)廓線雷達(dá)主要工作在VHF和UHF頻段，與廣播、電視和無線通信頻段非常接近， 電磁環(huán)境極其惡劣。由于大氣湍流的反射和散射回波信號(hào)非常微弱，常常被有源電磁輻射所覆蓋，因此有源電磁輻射成為嚴(yán)重的有源電磁干擾，經(jīng)常導(dǎo)致風(fēng)廓線雷達(dá)不能正常探測(cè)。 而傳統(tǒng)風(fēng)廓線雷達(dá)主要用于常規(guī)探測(cè)，通過發(fā)射機(jī)和天線發(fā)射普通的脈沖信號(hào)，再由天線和接收機(jī)接收回波信號(hào)，由信號(hào)處理器進(jìn)行信號(hào)處理，從風(fēng)譜中提取出風(fēng)場(chǎng)信息，這種技術(shù)功能單一，沒有有效的抗有源干擾的方法，雖然在信號(hào)處理器中使用了相參積累、譜對(duì)消方法，能抑制一些有源干擾，但實(shí)際探測(cè)結(jié)果證明這些方法對(duì)于去除干擾信號(hào)的改善作用不大，效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)探測(cè)中抗有源干擾方法，解決傳統(tǒng)風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾能力弱而造成探測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。一種風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)探測(cè)中抗有源干擾方法，其具體步驟為 第一步搭建風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾系統(tǒng)
風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾系統(tǒng)包括脈內(nèi)脈間調(diào)制電路、脈間脈內(nèi)解調(diào)電路、脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路、脈間調(diào)制序列生成電路、脈沖信號(hào)源、發(fā)射機(jī)、收發(fā)開關(guān)、天線、接收機(jī)和信號(hào)處理器。脈沖信號(hào)源、脈內(nèi)脈間調(diào)制電路、發(fā)射機(jī)、收發(fā)開關(guān)、接收機(jī)、脈間脈內(nèi)解調(diào)電路和信號(hào)處理器順次串聯(lián)，收發(fā)開關(guān)與天線電連接，信號(hào)處理器分別與脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路和脈間調(diào)制序列生成電路電連接；脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路分別與脈內(nèi)脈間調(diào)制電路和脈間脈內(nèi)解調(diào)電路電連接，脈間調(diào)制序列生成電路分別與脈內(nèi)脈間調(diào)制電路和脈間脈內(nèi)解調(diào)電路電連接。脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路用于生成脈內(nèi)調(diào)制序列，脈間調(diào)制序列生成電路用于生成脈間調(diào)制序列。脈內(nèi)脈間調(diào)制電路用于采用脈內(nèi)調(diào)制序列對(duì)要發(fā)射的脈沖信號(hào)進(jìn)行脈內(nèi)調(diào)制，然后采用脈間調(diào)制序列對(duì)要發(fā)射的脈內(nèi)調(diào)制后的脈沖信號(hào)進(jìn)行脈間調(diào)制。脈間脈內(nèi)解調(diào)電路用于采用脈間調(diào)制序列對(duì)所發(fā)射的調(diào)制脈沖信號(hào)的回波信號(hào)進(jìn)行脈間相關(guān)解調(diào)處理，再采用脈內(nèi)調(diào)制序列對(duì)脈間解調(diào)后的回波信號(hào)進(jìn)行脈內(nèi)相關(guān)解調(diào)和脈壓預(yù)處理。
第二步脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路和脈間調(diào)制序列生成電路生成調(diào)制序列脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路生成脈內(nèi)調(diào)制序列，脈間調(diào)制序列生成電路生成脈間調(diào)制序
列。脈內(nèi)調(diào)制序列采用互補(bǔ)碼序列，脈間調(diào)制序列采用偽隨機(jī)m序列，由信號(hào)處理器向脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路、脈間調(diào)制序列生成電路輸入編碼位數(shù)和序列長(zhǎng)度參數(shù)信號(hào)。設(shè)互補(bǔ)碼序列的碼長(zhǎng)為K，則K=4或8或16 ；m序列的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則L=Na*Nf，其中Na為相參積累數(shù)，Nf 為FFT變換的點(diǎn)數(shù)。脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路、脈間調(diào)制序列生成電路分別按照上述參數(shù)生成脈內(nèi)調(diào)制序列和脈間調(diào)制序列，對(duì)于相位調(diào)制而言，調(diào)制序列中1表示0度相位，0和-1 表示180度相位。將生成的脈內(nèi)、脈間調(diào)制序列輸出給脈內(nèi)脈間調(diào)制電路和脈間脈內(nèi)解調(diào)電路，并作保存；同時(shí)脈沖信號(hào)源向脈內(nèi)脈間調(diào)制電路輸出脈沖信號(hào)。第三步脈內(nèi)脈間調(diào)制電路進(jìn)行發(fā)射信號(hào)調(diào)制
在脈內(nèi)脈間調(diào)制電路中采用調(diào)制序列對(duì)要發(fā)射的脈沖信號(hào)進(jìn)行O度和180度的相位調(diào)制。首先，采用脈內(nèi)調(diào)制序列控制發(fā)射脈沖信號(hào)的脈內(nèi)相位變換，然后，采用脈間調(diào)制序列對(duì)脈內(nèi)調(diào)制后的脈沖信號(hào)控制脈間相位變換。一個(gè)發(fā)射脈沖信號(hào)經(jīng)過脈內(nèi)、脈間調(diào)制后，形成了一個(gè)發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)，將發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)送入發(fā)射機(jī)放大后，通過天線發(fā)射出去。 這里，形成的每個(gè)發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)的子脈沖個(gè)數(shù)為K，與脈內(nèi)調(diào)制序列的碼長(zhǎng)相同，發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)的總個(gè)數(shù)是L，與脈間調(diào)制序列的長(zhǎng)度相同。第四步脈間脈內(nèi)解調(diào)電路進(jìn)行回波信號(hào)解調(diào)和預(yù)處理
脈沖調(diào)制信號(hào)經(jīng)大氣湍流反射和散射后形成回波信號(hào)，天線和接收機(jī)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行接收、采樣，形成數(shù)字回波信號(hào)，送入脈間脈內(nèi)解調(diào)電路進(jìn)行相關(guān)解調(diào)處理。對(duì)數(shù)字回波信號(hào)進(jìn)行的解調(diào)方法與調(diào)制方法相對(duì)應(yīng)，為相位解調(diào)。發(fā)射時(shí)采用的是O度和180度的相位調(diào)制，利用脈間脈內(nèi)解調(diào)電路中所存儲(chǔ)的脈間調(diào)制序列和脈內(nèi)調(diào)制序列，對(duì)數(shù)字回波信號(hào)進(jìn)行與發(fā)射調(diào)制相關(guān)的脈間和脈內(nèi)相位解調(diào)處理，并進(jìn)行脈內(nèi)相位編碼的數(shù)字脈壓預(yù)處理。將解調(diào)和預(yù)處理后的數(shù)字回波信號(hào)送入信號(hào)處理器作進(jìn)一步的信號(hào)處理。對(duì)I、Q兩路數(shù)字正交信號(hào)作解調(diào)處理過程如下首先采用脈間調(diào)制序列控制數(shù)字回波信號(hào)的脈間相位變換，接著采用脈內(nèi)調(diào)制序列控制數(shù)字回波信號(hào)的脈內(nèi)相位變換，并進(jìn)行脈壓預(yù)處理?；パa(bǔ)碼序列具有原碼和補(bǔ)碼序列，對(duì)I、Q兩路信號(hào)的原碼序列和補(bǔ)碼序列數(shù)據(jù)分別進(jìn)行解碼和卷積運(yùn)算，然后將兩個(gè)序列的運(yùn)算結(jié)果相加，形成I、Q兩路信號(hào)的脈壓結(jié)果。對(duì)于I路信號(hào)數(shù)據(jù)，設(shè)Ia、Ib分別為原碼和補(bǔ)碼序列數(shù)據(jù)，Ma、Mb分別為原碼和補(bǔ)碼的編碼序列，長(zhǎng)度都為K，脈壓結(jié)果為I，則有
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)探測(cè)中抗有源干擾方法，其特征在于具體步驟為 第一步搭建風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾系統(tǒng)風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾系統(tǒng)包括脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)、脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)、脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)、脈間調(diào)制序列生成電路(2)、脈沖信號(hào)源(5)、發(fā)射機(jī)(6)、收發(fā)開關(guān)(7)、天線(8)、接收機(jī)(9)和信號(hào)處理器(10);脈沖信號(hào)源(5)、脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)、發(fā)射機(jī)(6)、收發(fā)開關(guān)(7)、接收機(jī)(9)、脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)和信號(hào)處理器(10)順次串聯(lián)，收發(fā)開關(guān)(7)與天線(8)電連接，信號(hào)處理器 (10)分別與脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)和脈間調(diào)制序列生成電路(2)電連接；脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)分別與脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)和脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)電連接，脈間調(diào)制序列生成電路(2)分別與脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)和脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)電連接；脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)用于生成脈內(nèi)調(diào)制序列，脈間調(diào)制序列生成電路(2)用于生成脈間調(diào)制序列；脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)用于采用脈內(nèi)調(diào)制序列對(duì)要發(fā)射的脈沖信號(hào)進(jìn)行脈內(nèi)調(diào)制，然后采用脈間調(diào)制序列對(duì)要發(fā)射的脈內(nèi)調(diào)制后的脈沖信號(hào)進(jìn)行脈間調(diào)制；脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)用于采用脈間調(diào)制序列對(duì)所發(fā)射的調(diào)制脈沖信號(hào)的回波信號(hào)進(jìn)行脈間相關(guān)解調(diào)處理，再采用脈內(nèi)調(diào)制序列對(duì)脈間解調(diào)后的回波信號(hào)進(jìn)行脈內(nèi)相關(guān)解調(diào)和脈壓預(yù)處理；第二步脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)和脈間調(diào)制序列生成電路(2)生成調(diào)制序列脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)生成脈內(nèi)調(diào)制序列，脈間調(diào)制序列生成電路(2)生成脈間調(diào)制序列；脈內(nèi)調(diào)制序列采用互補(bǔ)碼序列，脈間調(diào)制序列采用偽隨機(jī)m序列，由信號(hào)處理器 (10)向脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)、脈間調(diào)制序列生成電路(2)輸入編碼位數(shù)和序列長(zhǎng)度參數(shù)信號(hào)；設(shè)互補(bǔ)碼序列的碼長(zhǎng)為K，則K=4或8或16 ；m序列的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則L=Na*Nf，其中 Na為相參積累數(shù)，Nf為FFT變換的點(diǎn)數(shù)；脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)、脈間調(diào)制序列生成電路(2)分別按照上述參數(shù)生成脈內(nèi)調(diào)制序列和脈間調(diào)制序列，對(duì)于相位調(diào)制而言，調(diào)制序列中1表示0度相位，0和-1表示180度相位；將生成的脈內(nèi)、脈間調(diào)制序列輸出給脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)和脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)，并作保存；同時(shí)脈沖信號(hào)源(5)向脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)輸出脈沖信號(hào)；第三步脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)進(jìn)行發(fā)射信號(hào)調(diào)制在脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)中采用調(diào)制序列對(duì)要發(fā)射的脈沖信號(hào)進(jìn)行0度和180度的相位調(diào)制；首先，采用脈內(nèi)調(diào)制序列控制發(fā)射脈沖信號(hào)的脈內(nèi)相位變換，然后，采用脈間調(diào)制序列對(duì)脈內(nèi)調(diào)制后的脈沖信號(hào)控制脈間相位變換；一個(gè)發(fā)射脈沖信號(hào)經(jīng)過脈內(nèi)、脈間調(diào)制后，形成了一個(gè)發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)，將發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)送入發(fā)射機(jī)(6)放大后，通過天線發(fā)射出去；這里，形成的每個(gè)發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)的子脈沖個(gè)數(shù)為K，與脈內(nèi)調(diào)制序列的碼長(zhǎng)相同，發(fā)射脈沖調(diào)制信號(hào)的總個(gè)數(shù)是L，與脈間調(diào)制序列的長(zhǎng)度相同； 第四步脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)進(jìn)行回波信號(hào)解調(diào)和預(yù)處理脈沖調(diào)制信號(hào)經(jīng)大氣湍流反射和散射后形成回波信號(hào)，天線(8)和接收機(jī)(9)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行接收、采樣，形成數(shù)字回波信號(hào)，送入脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)處理; 對(duì)數(shù)字回波信號(hào)進(jìn)行的解調(diào)方法與調(diào)制方法相對(duì)應(yīng)，為相位解調(diào)；發(fā)射時(shí)采用的是0度和 180度的相位調(diào)制，利用脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)中所存儲(chǔ)的脈間調(diào)制序列和脈內(nèi)調(diào)制序列， 對(duì)數(shù)字回波信號(hào)進(jìn)行與發(fā)射調(diào)制相關(guān)的脈間和脈內(nèi)相位解調(diào)處理，并進(jìn)行脈內(nèi)相位編碼的數(shù)字脈壓預(yù)處理；將解調(diào)和預(yù)處理后的數(shù)字回波信號(hào)送入信號(hào)處理器作進(jìn)一步的信號(hào)處理；對(duì)I、Q兩路數(shù)字正交信號(hào)作解調(diào)處理過程如下首先采用脈間調(diào)制序列控制數(shù)字回波信號(hào)的脈間相位變換，接著采用脈內(nèi)調(diào)制序列控制數(shù)字回波信號(hào)的脈內(nèi)相位變換，并進(jìn)行脈壓預(yù)處理；互補(bǔ)碼序列具有原碼和補(bǔ)碼序列，對(duì)I、Q兩路信號(hào)的原碼序列和補(bǔ)碼序列數(shù)據(jù)分別進(jìn)行解碼和卷積運(yùn)算，然后將兩個(gè)序列的運(yùn)算結(jié)果相加，形成I、Q兩路信號(hào)的脈壓結(jié)果；對(duì)于I路信號(hào)數(shù)據(jù)，設(shè)la、Ib分別為原碼和補(bǔ)碼序列數(shù)據(jù)，Ma、Mb分別為原碼和補(bǔ)碼的編碼序列，長(zhǎng)度都為K，脈壓結(jié)果為I，則有對(duì)Q路信號(hào)作相同處理，最后，將經(jīng)過上述處理后的I、Q兩路數(shù)字信號(hào)輸出給信號(hào)處理器作進(jìn)一步的信號(hào)處理；至此，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)探測(cè)中抗有源干擾方法，其具體步驟為第一步，搭建風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾系統(tǒng)，包括脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)、脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)、脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)、脈間調(diào)制序列生成電路(2)、脈沖信號(hào)源(5)和信號(hào)處理器(10)；第二步，脈內(nèi)調(diào)制序列生成電路(1)和脈間調(diào)制序列生成電路(2)生成調(diào)制序列；第三步，脈內(nèi)脈間調(diào)制電路(3)進(jìn)行發(fā)射信號(hào)調(diào)制；第四步，脈間脈內(nèi)解調(diào)電路(4)進(jìn)行回波信號(hào)解調(diào)和預(yù)處理；至此，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)廓線雷達(dá)抗有源干擾方法。本方法能夠有效地對(duì)抗外界的有源干擾，提高對(duì)目標(biāo)信號(hào)的檢測(cè)能力，明顯改善了風(fēng)廓線雷達(dá)的探測(cè)結(jié)果。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102269808SQ201110173248
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月25日
發(fā)明者任迎新, 張哲 , 沈江林 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第二研究院二十三所