专利名称：一种m序列编码脉冲调制超宽带雷达回波处理方法
技术领域：
本发明涉及ー 种m序列编码脉冲调制超宽带雷达回波处理方法，是ー种将m序列编码调制超宽带雷达信号回波脉冲压缩后的主副旁瓣比提高的处理方法，它可以提高雷达对弱目标信号的分辨能力。
背景技术：
m序列是ー种由线性反馈移位寄存器(LFSR)产生的伪随机序列。m序列拥有良好的周期自相关特性和非周期自相关特性，其非周期自相关函数的主副旁瓣比约为20Iog10 (#>>1)，而其周期自相关函数主副旁瓣比为201og1(lN。m序列的编码长度灵活可变，η阶的LFSR产生的m序列长度为N= 2n-l，选用不同的η就可以得到不同长度的m序列。m序列越来越多的被用作雷达探测信号。m序列编码脉冲调制信号用作雷达信号时，回波信号需要进行脉冲压缩处理，才能得到目标信息。脉冲压缩后的信号会存在旁瓣，较强信号的旁瓣有可能会淹没较弱信号的主瓣，从而丢失弱目标信息，所以在使用m序列编码脉冲调制信号时，其脉冲压缩后的主副旁瓣比越大越好。目前在实际的应用中，m序列编码脉冲信号以两种方式发射出去第一种是连续发射，m序列编码脉冲信号被重复连续发射出去，这种方法的缺点是要求发射机连续工作，一方面増加了系统功耗，另一方面，当该系统应用于较深层探测时，较大功率信号的连续发射会让接收机一直处于饱和而无法工作，其优点是回波信号可以进行快速哈达码变换，计算速度较快，其处理结果的主副旁瓣比为m序列周期自相关函数的主副旁瓣比201og1QN;第ニ种是m序列编码脉冲信号以任意大于码长的脉冲重复周期发射出去，发射的脉冲信号在时间上不连续，其优点是可以根据需要调整脉冲重复周期(PRF)，降低系统功耗，但是目前其回波处理较之第一种发射方式要慢，其处理结果为m序列非周期自相关函数主副旁瓣比20 Iog10 \[N (N \、。如何结合目前这两种方法的优点，即既要降低系统功耗又要提高脉冲压缩主副旁瓣比，同时兼顾运算速度是本发明的主要讨论内容。
发明内容
本发明的目的是提出一种结合m序列编码脉冲调制超宽带雷达信号非连续发射方法和回波处理方法方法，在降低系统功耗同吋，提高压缩脉冲主副旁瓣比，同时提高运算速度。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是ー种m序列编码脉冲调制超宽带雷达回波处理方法，其包括步骤A)信号发射方式，m序列编码脉冲调制超宽带雷达采用以任意大于码长的脉冲重复周期发射m序列编码信号，发射的m序列编码信号在时间上不连续；步骤B)回波脉冲压缩，使用原始的发射信号作为參考信号，与回波信号进行脉冲压缩运算。所述的雷达回波处理方法，其所述步骤B)回波脉冲压缩，包括步骤BI :使用參考信号生成脉冲压缩矩阵A ；步骤B2 :对回波信号长度补零至2倍參考信号长度，得到的向量为y ；步骤B3 :用步骤BI和B2得到的A和y进行快速哈达码变换运算，得到脉冲压缩结果。所述的雷达回波处理方法，其所述步骤BI中的脉冲压缩矩阵A，A是由两个參考信号形成的循环矩阵A1组成，即A= [AjA1J0
所述的雷达回波处理方法，其所述步骤B2中得到了向量为y后，再将y切分成两
个等长的向量，即少='。
_2_所述的雷达回波处理方法，其所述步骤B3中对A和y进行快速运算，即得到
R = Ay = IAlIAl]〗，再分别对A1Y1和A1Y2进行快速哈达码变换，然后求和得出_2 _
R向量。所述的雷达回波处理方法，其所述步骤Β3中求和计算所得的向量R，对R向量的除第一位元素外的其他元素进行倒序，最終得到所要求的結果。本发明的效果是在对非连续发射的m序列超宽带雷达回波信号进行处理时，弓丨入m序列周期自相关函数的优良特性，使得压缩脉冲的主副旁瓣比提高到201og1(lN;运用哈达码变换运算速度得到提高，运算量由原来的(M-I)N > 2n(2n-l)个加法降低到2n2n+2n-l个加法，当η越大时，节省的运算时间越明显；同吋，m序列编码信号以实际系统中需要的脉冲重复周期发射出去，发射机不需要持续工作，降低了系统功耗。
图I为本发明的ー种m序列编码脉冲调制超宽带雷达回波处理方法流程示意图；图2a为采用本发明方法处理归一化结果曲线图；图2b为没有采用本发明方法处理归一化结果曲线图。
具体实施例方式本发明是一种针对非连续发射m序列超宽带雷达信号回波信号处理方法。令发射的m序列长度为N,米样时窗长度为MAt (N, M均为自然数，Δ t为发射信号一个码兀的时间宽度)。由于超宽带雷达的穿透深度有限，可以保证选取的N满足N < M < 2N。处理步骤如下步骤I :将采样的回波数据补零至长度2N，设为y = [y1y2y3…y2N]τ，然后将y分为两个NXl的向量ァ=^修改为1; = [^丨ド]"。步骤2 :建立用于回波脉冲压缩的矩阵A，具体形式如下
权利要求
1.ー种m序列编码脉冲调制超宽带雷达回波处理方法，其特征在于，包括 步骤A)信号发射方式，m序列编码脉冲调制超宽带雷达采用以任意大于码长的脉冲重复周期发射m序列编码信号，发射的m序列编码信号在时间上不连续； 步骤B)回波脉冲压縮，使用原始的发射信号作为參考信号，与回波信号进行冲压缩运算。
2.根据权利要求I所述的雷达回波处理方法，其特征在干所述步骤B)回波脉冲压缩，包括 步骤BI :使用參考信号生成脉冲压缩矩阵A ； 步骤B2 :对回波信号长度补零至2倍參考信号长度，得到的向量为y ； 步骤B3 :用步骤BI和B2得到的A和y进行快速哈达码变换运算，得到脉冲压缩結果。
3.根据权利要求2所述的雷达回波处理方法，其特征在于所述步骤BI中的脉冲压缩矩阵A，A是由两个參考信号形成的循环矩阵A1组成，即A = [A11A1]。
4.根据权利要求2所述的雷达回波处理方法，其特征在于所述步骤B2中得到了向量为y后，再将y切分成两个等长的向量，即_ぐ 产U—。
5.根据权利要求2、3或4所述的雷达回波处理方法，其特征在于所述步骤B3中对A和y进行快速运算，即得到A = 4y = [414]再分别对A1Y1和A1Y2进行快速_ 2 _哈达码变换，然后求和得出R向量。
6.根据权利要求5所述的雷达回波处理方法，其特征在于所述求和计算所得到的向量R，对R向量的除第一位元素外的其他元素进行倒序，最終得到所要求的結果。
全文摘要
本发明是一种m序列编码脉冲调制超宽带雷达回波处理方法，涉及m序列编码超宽带雷达技术，包括，m序列编码超宽带雷达结合后处理方法的信号发射方案；m序列编码超宽带雷达回波处理方法。本发明方法可以有效地降低m序列编码信号脉冲压缩后旁瓣较高的问题，同时有效地引入了快速哈达码变换，提高了对回波处理速度。
文档编号G01S7/41GK102721950SQ20111007651
公开日2012年10月10日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者张群英, 方广有, 王伟 申请人:中国科学院电子学研究所