具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及近場非線性目標(biāo)諧波雷達(dá)探測技術(shù)，具體地，涉及一種采用寬帶非平 衡正交偽隨機(jī)編碼相位調(diào)制信號和數(shù)字脈沖壓縮的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的諧波雷達(dá)技術(shù)主要采用窄帶信號體制，在工作時發(fā)射一個或者多個單一頻 率信號，該信號照射到非線性目標(biāo)后能夠再輻射出新的諧波或者組合諧波信號，通過窄帶 檢波、時間積分的方式在接收端檢測再輻射信號能量的大小，來實(shí)現(xiàn)非線性目標(biāo)的檢測，該 體制的雷達(dá)工作原理清晰，實(shí)現(xiàn)簡單，在檢測時間和檢測靈敏度之間可以實(shí)現(xiàn)靈活的折中， 應(yīng)用性較好。
[0003] 但隨著諧波雷達(dá)目前應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，探測環(huán)境周圍電磁輻射環(huán)境越來越復(fù) 雜，非線性目標(biāo)的工藝越來越先進(jìn)以及材料結(jié)構(gòu)的不斷變化，傳統(tǒng)諧波雷達(dá)在實(shí)際應(yīng)用時 會面臨如下問題：
[0004] 1、檢測靈敏度不夠，具體為，傳統(tǒng)諧波雷達(dá)是依靠降低通道帶寬和加大時間累積 寬度來達(dá)到提高其檢測靈敏度的目標(biāo)，該信號體制本身不具備處理增益，難以進(jìn)一步提高 系統(tǒng)靈敏度。
[0005] 2、抗電磁干擾性能差，具體為，同樣由于其窄帶接收特點(diǎn)，該雷達(dá)自身無法區(qū)分各 種干擾信號和目標(biāo)信號的回波特性，在提高檢測靈敏度的同時，其抗電磁干擾性能也會變 得更差。使用頻率選擇方法可以避開部分確定性的電磁干擾信號的影響，但是采用這種工 作方式無法識別隨機(jī)電磁干擾信號和脈沖噪聲干擾信號。
[0006] 3、沒有目標(biāo)定位分辨能力，進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種采用寬帶非平衡正交偽隨機(jī)編 碼相位調(diào)制信號和數(shù)字脈沖壓縮的具有定位功能的諧波雷達(dá)，具有更好的探測靈敏度和抗 電磁干擾性能，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度距離向定位，從而能夠進(jìn)一步擴(kuò)展諧波雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域范 圍。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明提供的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，包括如下步驟：
[0009] 步驟S1:對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行非平衡正交相位編碼調(diào)制，進(jìn)而將載波 產(chǎn)生信號的相位進(jìn)行調(diào)制生成諧波雷達(dá)發(fā)射信號；
[0010]步驟S2:對接收到的非線性目標(biāo)再輻射諧波頻率信號進(jìn)行帶通濾波、諧波頻率去 載波混頻和低通濾波處理，得到諧波基帶信號；
[0011] 步驟S3:對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行二相編碼調(diào)制，產(chǎn)生本地二相編碼基帶 信號；
[0012] 步驟S4:對所述諧波基帶信號和本地二相編碼基帶信號進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，并對計 算結(jié)果進(jìn)行峰值搜索、門限判決和對應(yīng)的目標(biāo)時延信息進(jìn)行檢測，判斷目標(biāo)的有無，并根據(jù) 所述目標(biāo)時延信息計算其所對應(yīng)的距離位置信息，進(jìn)而生成檢測信息并對檢測信息進(jìn)行編 碼輸出。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟S1具體為:對所采用的偽隨機(jī){0、1}碼本序列進(jìn)行非平衡正交相 位編碼調(diào)制，進(jìn)而將載波產(chǎn)生信號的相位按照0對應(yīng)〇、1對應(yīng)于的相位編碼方式進(jìn)行調(diào)制
生成諧波雷達(dá)發(fā)射信號。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟S3具體為:對所采用的偽隨機(jī){0、1}碼本序列按照0對應(yīng)于0、1對 應(yīng)于Jr的相位編碼方式進(jìn)行BPSK二相編碼調(diào)制，產(chǎn)生本地二相編碼基帶信號。
[0015]優(yōu)選地，一個完整周期內(nèi)的諧波雷達(dá)發(fā)射信號I為：
[0017] 其中，N為偽隨機(jī)的碼本數(shù)量，P(i)為{0、1}偽隨機(jī)碼本，Tr為碼元寬度，奶為調(diào)制載 頻，i為脈沖編號，j為虛數(shù)單位，t為時間。
[0018] 優(yōu)選地，諧波基帶信號1:為：
[0020] 其中，No(t)為噪聲。
[0021] 優(yōu)選地，本地二相編碼基帶信號Ti:
[0023]優(yōu)選地，將本地二相編碼基帶信號!\與諧波基帶信號^進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，即
[0025] 式中，符號?表示相關(guān)運(yùn)算，對計算結(jié)果號R進(jìn)行峰值搜索、門限判決與目標(biāo)時延 信息以對非線性目標(biāo)的有效檢測和定位。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0027] 1、本發(fā)明采用了寬帶非平衡正交相位編碼調(diào)制和脈沖壓縮技術(shù)，因此利用本發(fā)明 所形成的諧波雷達(dá)具有探測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)和可以實(shí)現(xiàn)高精度定位的優(yōu)點(diǎn)；
[0028] 2、本發(fā)明中諧波雷達(dá)同時具有更好的探測靈敏度和抗電磁干擾性能，可以實(shí)現(xiàn)高 精度距離向定位，從而能夠進(jìn)一步擴(kuò)展諧波雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域范圍。
【附圖說明】
[0029]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：
[0030]圖1為本發(fā)明的流程框圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的諧波雷達(dá)發(fā)射信號非平衡正交偽隨機(jī)編碼相位調(diào)制星 座不意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的接收端本地BPSK偽隨機(jī)編碼相位調(diào)制星座示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0034] 在本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，包括如下步 驟：
[0035] 步驟S1:對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行非平衡正交相位編碼調(diào)制，進(jìn)而將載波 產(chǎn)生信號的相位進(jìn)行調(diào)制生成諧波雷達(dá)發(fā)射信號；
[0036] 步驟S2:對接收到的非線性目標(biāo)再輻射諧波頻率信號進(jìn)行帶通濾波、諧波頻率去 載波混頻和低通濾波處理，得到諧波基帶信號；
[0037] 步驟S3:對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行二相編碼調(diào)制，產(chǎn)生本地二相編碼基帶 信號；
[0038]步驟S4:對所述諧波基帶信號和本地二相編碼基帶信號進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，并對計 算結(jié)果進(jìn)行峰值搜索、門限判決和對應(yīng)的目標(biāo)時延信息進(jìn)行檢測，判斷目標(biāo)的有無，并根據(jù) 所述目標(biāo)時延信息計算其所對應(yīng)的距離位置信息，進(jìn)而生成檢測信息并對檢測信息進(jìn)行編 碼輸出。
[0039] 所述步驟S1具體為:對所采用的偽隨機(jī){0、1}碼本序列進(jìn)行非平衡正交相位編碼 調(diào)制，進(jìn)而將載波產(chǎn)生信號的相位按照〇對應(yīng)〇、1對應(yīng)于
的相位編碼方式進(jìn)行調(diào)制生成諧 波雷達(dá)發(fā)射信號，如圖2所示。
[0040] 所述步驟S3具體為:對所采用的偽隨機(jī){0、1}碼本序列按照0對應(yīng)于0、1對應(yīng)于π的 相位編碼方式進(jìn)行BPSK二相編碼調(diào)制，產(chǎn)生本地二相編碼基帶信號，如圖3所示。
[0041] 一個完整周期內(nèi)的諧波雷達(dá)發(fā)射信號I為：
[0043]其中，N為偽隨機(jī)的碼本數(shù)量，P(i)為{0、1}偽隨機(jī)碼本，Tr為碼元寬度，奶為調(diào)制載 頻，i為脈沖編號，j為虛數(shù)單位，t為時間；
[0044]所述諧波基帶信號^為：
[0046] 其中，N〇(t)為噪聲。
[0047] 本地二相編碼基帶信號Ti:
[0049]將本地二相編碼基帶信號1\與諧波基帶信號^進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，即
[0051]式中?表示相關(guān)運(yùn)算，對計算結(jié)果號R進(jìn)行峰值搜索、門限判決與目標(biāo)時延信息就 可以實(shí)現(xiàn)對非線性目標(biāo)的有效檢測和定位。
[0052]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影 響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1. 一種具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟S1:對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行非平衡正交相位編碼調(diào)制，進(jìn)而將載波產(chǎn)生 信號的相位進(jìn)行調(diào)制生成諧波雷達(dá)發(fā)射信號； 步驟S2:對接收到的非線性目標(biāo)再福射諧波頻率信號進(jìn)行帶通濾波、諧波頻率去載波 混頻和低通濾波處理，得到諧波基帶信號； 步驟S3:對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行二相編碼調(diào)制，產(chǎn)生本地二相編碼基帶信號； 步驟S4:對所述諧波基帶信號和本地二相編碼基帶信號進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，并對計算結(jié) 果進(jìn)行峰值捜索、Π 限判決和對應(yīng)的目標(biāo)時延信息進(jìn)行檢測，判斷目標(biāo)的有無，并根據(jù)所述 目標(biāo)時延信息計算其所對應(yīng)的距離位置信息，進(jìn)而生成檢測信息并對檢測信息進(jìn)行編碼輸 出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，其特征在于，所述步驟 S1具體為:對所采用的偽隨機(jī){〇、1}碼本序列進(jìn)行非平衡正交相位編碼調(diào)制，進(jìn)而將載波產(chǎn) 生信號的相位按照0對應(yīng)〇、1對應(yīng)于f的相位編碼方式進(jìn)行調(diào)制生成諧波雷達(dá)發(fā)射信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，其特征在于，所述步驟 S3具體為:對所采用的偽隨機(jī){0、1}碼本序列按照0對應(yīng)于0、1對應(yīng)于31的相位編碼方式進(jìn)行 BPSK二相編碼調(diào)制，產(chǎn)生本地二相編碼基帶信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，其特征在于，一個完整 周期內(nèi)的諧波雷達(dá)發(fā)射信號I為：(1) 其中，N為偽隨機(jī)的碼本數(shù)量，P(i)為{0、1}偽隨機(jī)碼本，Tr為碼元寬度，W1為調(diào)制載頻，i 為脈沖編號，j為虛數(shù)單位，t為時間。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，其特征在于，諧波基帶 信號I功：(2> 其中，N〇(t)為噪聲。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，其特征在于，本地二相 編碼基帶信號Τι:(3)7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，其特征在于，將本地二 相編碼基帶信號Τι與諧波基帶信號Ii進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，即 民=Ti@ii (4) 式中，符號Θ表示相關(guān)運(yùn)算，對計算結(jié)果號R進(jìn)行峰值捜索、Π 限判決與目標(biāo)時延信息W 對非線性目標(biāo)的有效檢測和定位。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有定位功能的諧波雷達(dá)的使用方法，包括：對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行非平衡正交相位編碼調(diào)制，進(jìn)而將載波產(chǎn)生信號的相位進(jìn)行調(diào)制生成諧波雷達(dá)發(fā)射信號；對接收到的非線性目標(biāo)再輻射諧波頻率信號進(jìn)行帶通濾波、諧波頻率去載波混頻和低通濾波處理，得到諧波基帶信號；對所采用的偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行二相編碼調(diào)制，產(chǎn)生本地二相編碼基帶信號；對諧波基帶信號和本地二相編碼基帶信號進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，對計算結(jié)果進(jìn)行峰值搜索、門限判決和對應(yīng)的目標(biāo)時延信息進(jìn)行檢測，并根據(jù)目標(biāo)時延信息計算其所對應(yīng)的距離位置信息，進(jìn)而生成檢測信息并對檢測信息進(jìn)行編碼輸出。本發(fā)明具有探測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)和可以實(shí)現(xiàn)高精度定位的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01S13/04, G01S13/06
【公開號】CN105549000
【申請?zhí)枴緾N201510895023
【發(fā)明人】張文濟(jì), 汪海勇, 吳美武, 石智友, 唐云峰, 葉聯(lián)源, 曹照清, 童蕓
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第五十研究所
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月7日