具有定位功能的谐波雷达的使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及近场非线性目标谐波雷达探测技术，具体地，涉及一种采用宽带非平 衡正交伪随机编码相位调制信号和数字脉冲压缩的具有定位功能的谐波雷达的使用方法。
【背景技术】
[0002] 现有的谐波雷达技术主要采用窄带信号体制，在工作时发射一个或者多个单一频 率信号，该信号照射到非线性目标后能够再辐射出新的谐波或者组合谐波信号，通过窄带 检波、时间积分的方式在接收端检测再辐射信号能量的大小，来实现非线性目标的检测，该 体制的雷达工作原理清晰，实现简单，在检测时间和检测灵敏度之间可以实现灵活的折中， 应用性较好。
[0003] 但随着谐波雷达目前应用领域的不断扩展，探测环境周围电磁辐射环境越来越复 杂，非线性目标的工艺越来越先进以及材料结构的不断变化，传统谐波雷达在实际应用时 会面临如下问题：
[0004] 1、检测灵敏度不够，具体为，传统谐波雷达是依靠降低通道带宽和加大时间累积 宽度来达到提高其检测灵敏度的目标，该信号体制本身不具备处理增益，难以进一步提高 系统灵敏度。
[0005] 2、抗电磁干扰性能差，具体为，同样由于其窄带接收特点，该雷达自身无法区分各 种干扰信号和目标信号的回波特性，在提高检测灵敏度的同时，其抗电磁干扰性能也会变 得更差。使用频率选择方法可以避开部分确定性的电磁干扰信号的影响，但是采用这种工 作方式无法识别随机电磁干扰信号和脉冲噪声干扰信号。
[0006] 3、没有目标定位分辨能力，进一步扩展应用领域受限。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种采用宽带非平衡正交伪随机编 码相位调制信号和数字脉冲压缩的具有定位功能的谐波雷达，具有更好的探测灵敏度和抗 电磁干扰性能，能够实现高精度距离向定位，从而能够进一步扩展谐波雷达的应用领域范 围。
[0008] 根据本发明提供的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，包括如下步骤：
[0009] 步骤S1:对所采用的伪随机码本序列进行非平衡正交相位编码调制，进而将载波 产生信号的相位进行调制生成谐波雷达发射信号；
[0010]步骤S2:对接收到的非线性目标再辐射谐波频率信号进行带通滤波、谐波频率去 载波混频和低通滤波处理，得到谐波基带信号；
[0011] 步骤S3:对所采用的伪随机码本序列进行二相编码调制，产生本地二相编码基带 信号；
[0012] 步骤S4:对所述谐波基带信号和本地二相编码基带信号进行互相关运算，并对计 算结果进行峰值搜索、门限判决和对应的目标时延信息进行检测，判断目标的有无，并根据 所述目标时延信息计算其所对应的距离位置信息，进而生成检测信息并对检测信息进行编 码输出。
[0013] 优选地，所述步骤S1具体为:对所采用的伪随机{0、1}码本序列进行非平衡正交相 位编码调制，进而将载波产生信号的相位按照0对应〇、1对应于的相位编码方式进行调制
生成谐波雷达发射信号。
[0014] 优选地，所述步骤S3具体为:对所采用的伪随机{0、1}码本序列按照0对应于0、1对 应于Jr的相位编码方式进行BPSK二相编码调制，产生本地二相编码基带信号。
[0015]优选地，一个完整周期内的谐波雷达发射信号I为：
[0017] 其中，N为伪随机的码本数量，P(i)为{0、1}伪随机码本，Tr为码元宽度，奶为调制载 频，i为脉冲编号，j为虚数单位，t为时间。
[0018] 优选地，谐波基带信号1:为：
[0020] 其中，No(t)为噪声。
[0021] 优选地，本地二相编码基带信号Ti:
[0023]优选地，将本地二相编码基带信号!\与谐波基带信号^进行互相关运算，即
[0025] 式中，符号?表示相关运算，对计算结果号R进行峰值搜索、门限判决与目标时延 信息以对非线性目标的有效检测和定位。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0027] 1、本发明采用了宽带非平衡正交相位编码调制和脉冲压缩技术，因此利用本发明 所形成的谐波雷达具有探测灵敏度高、抗干扰能力强和可以实现高精度定位的优点；
[0028] 2、本发明中谐波雷达同时具有更好的探测灵敏度和抗电磁干扰性能，可以实现高 精度距离向定位，从而能够进一步扩展谐波雷达的应用领域范围。
【附图说明】
[0029]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0030]图1为本发明的流程框图；
[0031]图2为本发明实施例提供的谐波雷达发射信号非平衡正交伪随机编码相位调制星 座不意图；
[0032]图3是本发明实施例提供的接收端本地BPSK伪随机编码相位调制星座示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0034] 在本实施例中，本发明提供的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，包括如下步 骤：
[0035] 步骤S1:对所采用的伪随机码本序列进行非平衡正交相位编码调制，进而将载波 产生信号的相位进行调制生成谐波雷达发射信号；
[0036] 步骤S2:对接收到的非线性目标再辐射谐波频率信号进行带通滤波、谐波频率去 载波混频和低通滤波处理，得到谐波基带信号；
[0037] 步骤S3:对所采用的伪随机码本序列进行二相编码调制，产生本地二相编码基带 信号；
[0038]步骤S4:对所述谐波基带信号和本地二相编码基带信号进行互相关运算，并对计 算结果进行峰值搜索、门限判决和对应的目标时延信息进行检测，判断目标的有无，并根据 所述目标时延信息计算其所对应的距离位置信息，进而生成检测信息并对检测信息进行编 码输出。
[0039] 所述步骤S1具体为:对所采用的伪随机{0、1}码本序列进行非平衡正交相位编码 调制，进而将载波产生信号的相位按照〇对应〇、1对应于
的相位编码方式进行调制生成谐 波雷达发射信号，如图2所示。
[0040] 所述步骤S3具体为:对所采用的伪随机{0、1}码本序列按照0对应于0、1对应于π的 相位编码方式进行BPSK二相编码调制，产生本地二相编码基带信号，如图3所示。
[0041] 一个完整周期内的谐波雷达发射信号I为：
[0043]其中，N为伪随机的码本数量，P(i)为{0、1}伪随机码本，Tr为码元宽度，奶为调制载 频，i为脉冲编号，j为虚数单位，t为时间；
[0044]所述谐波基带信号^为：
[0046] 其中，N〇(t)为噪声。
[0047] 本地二相编码基带信号Ti:
[0049]将本地二相编码基带信号1\与谐波基带信号^进行互相关运算，即
[0051]式中?表示相关运算，对计算结果号R进行峰值搜索、门限判决与目标时延信息就 可以实现对非线性目标的有效检测和定位。
[0052]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种具有定位功能的谐波雷达的使用方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1:对所采用的伪随机码本序列进行非平衡正交相位编码调制，进而将载波产生 信号的相位进行调制生成谐波雷达发射信号； 步骤S2:对接收到的非线性目标再福射谐波频率信号进行带通滤波、谐波频率去载波 混频和低通滤波处理，得到谐波基带信号； 步骤S3:对所采用的伪随机码本序列进行二相编码调制，产生本地二相编码基带信号； 步骤S4:对所述谐波基带信号和本地二相编码基带信号进行互相关运算，并对计算结 果进行峰值捜索、Π 限判决和对应的目标时延信息进行检测，判断目标的有无，并根据所述 目标时延信息计算其所对应的距离位置信息，进而生成检测信息并对检测信息进行编码输 出。2. 根据权利要求1所述的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，其特征在于，所述步骤 S1具体为:对所采用的伪随机{〇、1}码本序列进行非平衡正交相位编码调制，进而将载波产 生信号的相位按照0对应〇、1对应于f的相位编码方式进行调制生成谐波雷达发射信号。3. 根据权利要求1所述的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，其特征在于，所述步骤 S3具体为:对所采用的伪随机{0、1}码本序列按照0对应于0、1对应于31的相位编码方式进行 BPSK二相编码调制，产生本地二相编码基带信号。4. 根据权利要求1所述的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，其特征在于，一个完整 周期内的谐波雷达发射信号I为：(1) 其中，N为伪随机的码本数量，P(i)为{0、1}伪随机码本，Tr为码元宽度，W1为调制载频，i 为脉冲编号，j为虚数单位，t为时间。5. 根据权利要求4所述的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，其特征在于，谐波基带 信号I功：(2> 其中，N〇(t)为噪声。6. 根据权利要求5所述的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，其特征在于，本地二相 编码基带信号Τι:(3)7. 根据权利要求6所述的具有定位功能的谐波雷达的使用方法，其特征在于，将本地二 相编码基带信号Τι与谐波基带信号Ii进行互相关运算，即 民=Ti@ii (4) 式中，符号Θ表示相关运算，对计算结果号R进行峰值捜索、Π 限判决与目标时延信息W 对非线性目标的有效检测和定位。
【专利摘要】本发明提供了一种具有定位功能的谐波雷达的使用方法，包括：对所采用的伪随机码本序列进行非平衡正交相位编码调制，进而将载波产生信号的相位进行调制生成谐波雷达发射信号；对接收到的非线性目标再辐射谐波频率信号进行带通滤波、谐波频率去载波混频和低通滤波处理，得到谐波基带信号；对所采用的伪随机码本序列进行二相编码调制，产生本地二相编码基带信号；对谐波基带信号和本地二相编码基带信号进行互相关运算，对计算结果进行峰值搜索、门限判决和对应的目标时延信息进行检测，并根据目标时延信息计算其所对应的距离位置信息，进而生成检测信息并对检测信息进行编码输出。本发明具有探测灵敏度高、抗干扰能力强和可以实现高精度定位的优点。
【IPC分类】G01S13/04, G01S13/06
【公开号】CN105549000
【申请号】CN201510895023
【发明人】张文济, 汪海勇, 吴美武, 石智友, 唐云峰, 叶联源, 曹照清, 童芸
【申请人】中国电子科技集团公司第五十研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月7日