发射脉冲的相位编码。
[0222] 参看图2及其说明，图2表示了一个编码周期包括了 N个雷达周期，编码周期在时 间上一个接一个。
[0223] 编码矩阵F' 1(|><1(|的10个行向量分别对编码周期内的10个雷达周期的发射脉冲 进行相位编码，编码矩阵F' 1(|><1(|每个行向量中的10个元素分别对相应周期内的10个子 脉冲进行相位编码，参看图3及其说明。图3表示了编码矩阵F' NXM的元素 f' n，m与雷达 周期序号η和子脉冲序号m之间的关系，这里的雷达周期序号η是指在一个雷达编码周期 内的序号。
[0224] 实施例3 :
[0225] -种固定式L波段边界层风廓线雷达，工作频率&= 1320MHz，最大探测高度Rmax=10km，风速测量范围为0-80m/s (最大风速Vmax= 80m/s)，高模式距离分辨力为D = 240m， 高模式采用相位编码，发射脉冲最大占空比Duty_cycle = 10%，斜波束倾角α =14. 8°。
[0226] 量程延时τ _根据最大探测高度Rmax计算出来，τ Kmax= 2Rmax/C = 66. 7 μ S，C为 光速，设计风廓线雷达的雷达周期I；=100yS，可以满足距离量程的需要，?\>> τ Kmax，发 射脉冲总宽度τ ?111^11最大值为33. 3 μ S，发射脉冲可采用脉冲波形。参看图1及其说明， 图1表示了一个雷达周期内发射脉冲总宽度TPulseA11、量程延时Tsmax和雷达周期I的关系。 风廓线雷达的信号处理FFT点数Nfft通常为512。工作波长λ根据工作频率f计算出来， λ = C/f = 0· 2273m。子脉冲宽度τ根据距离分辨力D换算出来，τ = 2D/C = L 6 μ S。 最大径速Vftnax根据最大风速V _和斜波束倾角α计算出来，V κ_= V _ sin ( α )，Vftliax = 20.4m/S〇
[0227] 针对本实施例，本发明方法技术方案的具体实施说明如下：
[0228] -种基于费兰克码的风廓线雷达相位编码方法，用编码矩阵进行多个编码周期发 射脉冲信号的相位编码，包括以下步骤：
[0229] 步骤1，计算编码子脉冲数M。
[0230] M = uint [Duty_cycle Tr/ τ ]
[0231] 本实施例，参见图 5 中的步骤201，Duty_cycle = 10%，Tr= 100yS，τ = 1.6yS， 可以计算出子脉冲数，M = 6,此时占空比为9. 6%不超过10%。
[0232] 步骤2,计算时域积累数N。。
[0233] Nc= uint [ λ/(4V EmaxTr)]
[0234] 本实施例，参见图 5 中的步骤 202, λ = 〇· 2273m，Vftliax= 20. 4m/S，?\= 100 μ S， 可以计算出时域积累数Ν。，计算得Nc= 28。
[0235] 步骤3,选择编码周期数Ν。
[0236] 根据编码子脉冲数M和时域积累数Ν。选择编码周期数Ν，使N满足M < N < N。。 进一步地选择Ν，使N满足LM彡N彡凡/k，L是正整数，k为满足k彡1的正实数，并且k、L 满足约束kL彡4。
[0237] 对于本例，参见图5中的步骤203,6彡N彡28,进一步选择N = 6,存在k = 4. 67、 L = 1，此时满足LM彡N彡Ne/k，且满足约束kL彡4。
[0238] 步骤4,调整时域积累数N。和编码周期数N。
[0239] 调整时域积累数N。和编码周期数N，使N Jfft可被N整除，N FFT是信号处理时域积 累后FFT频谱分析的FFT点数。
[0240] 对于本例，参见图5中的步骤204,时域积累数N。由28调整为27，N = 6不变，对 相参时间的影响很微小，对探测性能无影响，调整后NeNFFT/N = 2304为整数。
[0241] 步骤5,形成编码矩阵F' NXM。
[0242] 选择N维度的费兰克码矩阵Fnxn，在Fnxn中挑选M个列向量，按任意顺序组合形成 NXM维编码矩阵FwNXM。进一步地在挑选M个列向量时是按照间隔L挑选列向量，所挑选 出的列向量可以按照任意顺序形成NXM维新的编码矩阵F' NXM。
[0243] 对于本例，参见图5中的步骤205, L = 1，N = 6,则F6x6包括了 6个列向量。按照 顺序挑选到6个列向量，得到6个列向量组成的6X6维的弗兰克编码矩阵F' 6X6为：
[0244]
[0245] C1n；m= nm η = 0, I, 2, ···, 5 m = 0, I, 2, ···, 5
[0246] 步骤6 :用编码矩阵F' NXM进行编码周期的发射脉冲的相位编码。
[0247] 编码周期在时间上一个接一个，用编码矩阵F' NXM-个接一个地循环完成多个编 码周期的相位编码，共完成^ΝΡΡΤ/Ν个编码周期的相位编码。
[0248] 对于本例，参见图5中的步骤206,用上述编码矩阵P 6Χ6，进行NeNFFT/N= 2304 个编码周期的发射脉冲的相位编码。
[0249] 参看图2及其说明。图2表示了一个编码周期包括了 N个雷达周期，编码周期在 时间上一个接一个。
[0250] 编码矩阵F' 6X6的6个行向量分别对编码周期内的6个雷达周期的发射脉冲进 行相位编码，编码矩阵F' 6X6每个行向量中的6个元素分别对相应周期内的6个子脉冲进 行相位编码，参看图3及其说明。图3表示了编码矩阵F' NXM的元素 f' n，m与雷达周期序 号η和子脉冲序号m之间的关系，这里的雷达周期序号η是指在一个雷达编码周期内的序 号。
[0251] 对于本例，信号处理的时域积累数Nc= 27，FFT的点数Nfft= 512,也可以不进行实 际的时域积累，改为采用27 X 512 = 13824点FFT进行多普勒频谱分析，抛弃代表大于Vftnax=20. 4m的频谱数据，保留小于等于Vftliax= 20. 4m的频谱数据作为有效数据。此时时域积 累数N。= 27作为设计过程中的一个重要参数。
[0252] 实施例4 :
[0253] -种固定式P波段对流层风廓线雷达，工作频率&= 445MHz，最大探测高度Rmax = 12km，风速测量范围为0-100m/s (最大风速Vmax= 100m/s)，高模式距离分辨力为D = 240m， 高模式采用相位编码，发射脉冲最大占空比Duty_cycle = 10%，斜波束倾角α =14. 8°。
[0254] 量程延时τ _根据最大探测高度Rmax计算出来，τ Rmax= 2Rmax/C = 80 μ S，C为 光速，设计风廓线雷达的雷达周期?；= 120yS，可以满足量程的需要，?\>> τ Kmax，发射 脉冲总宽度τ PulseA11允许值较大，发射脉冲可采用脉冲串波形，子脉冲间距为子脉冲宽度的 2倍。参看图1及其说明，图1表示了一个雷达周期内发射脉冲总宽度τΜ%Α11、量程延时 τ Klliax和雷达周期的关系。风廓线雷达的信号处理FFT点数Nfft通常为512。工作波长 λ根据工作频率f计算出来，λ = c/f = 0. 674m。子脉冲宽度τ根据距离分辨力D换算 出来，τ =2D/C= 1.6 μ S。最大径速Vftnax根据最大风速Vmax和斜波束倾角α计算出来， Vsmax= V max sin ( a ), Vsmax= 25. 6m/S〇
[0255] 针对本实施例，本发明方法技术方案的具体实施说明如下：
[0256] -种基于费兰克码的风廓线雷达相位编码方法，用编码矩阵进行多个编码周期发 射脉冲信号的相位编码，包括以下步骤：
[0257] 步骤1，计算编码子脉冲数M。
[0258] M = uint [Duty_cycle Tr/ τ ]
[0259] 本实施例，参见图 6 中的步骤 301，Duty_cycle = 10%，!；= 120yS，τ = 1.6yS， 可以计算出子脉冲数，M = 7,此时占空比为9. 3%不超过10%。
[0260] 步骤2,计算时域积累数N。。
[0261 ] Nc= uint [ λ/(4V EmaxTr)]
[0262] 本实施例，参见图 6 中的步骤 302, λ = 0.674111^^= 25.6m/S，I\= 120yS，可 以计算出时域积累数N。，计算得N。= 54。
[0263] 步骤3,选择编码周期数N。
[0264] 根据编码子脉冲数M和时域积累数N。选择编码周期数N，使N满足M < N < N。。 进一步地选择N，使N满足L (M+1)彡N彡凡/k，L是正整数，k为满足k彡1的正实数，并且 k、L满足约束kL彡4。
[0265] 对于本例，参见图6中的步骤303,7彡N彡54,进一步选择N = 8,存在k = 6. 75、 L = 1，此时满足L(M+1)彡N彡Ne/k，且满足约束kL彡4。
[0266] 步骤4,调整时域积累数N。和编码周期数N。
[0267] 调整时域积累数N。和编码周期数N，使N eNFFT可被N整除，N FFT是信号处理时域积 累后FFT频谱分析的FFT点数。
[0268] 对于本例，参见图6中的步骤304, N。和N调整量为0, N eNFFT/N = 3456为整数。
[0269] 步骤5,形成编码矩阵F' NXM。
[0270] 选择N维度的费兰克码矩阵Fnxn，在Fnxn中挑选M个列向量，按任意顺序组合形成 NXM维编码矩阵FwNXM。进一步地在挑选M个列向量时是按照间隔L挑选列向量，所挑选 出的列向量可以按照任意顺序形成NXM维新的编码矩阵F' NXM。
[0271] 对于本例，参见图6中的步骤305，L = 1，N = 8,则F8x8包括了 8个列向量。按照 顺序挑选到7个列向量，得到7个列向量组成的8X7维的费兰克编码矩阵F' 8X7为：
[0272]
[0273] C1n；m= nm η = 0, I, 2, ···, 7 m = 0, I, 2, ···, 6
[0274] 步骤6 :用编码矩阵F' NXM进行编码周期的发射脉冲的相位编码。
[0275] 编码周期在时间上一个接一个，用编码矩阵F' NXM-个接一个地循环完成多个编 码周期的相位编码，共完成^ΝΡΡΤ/Ν个编码周期的相位编码。
[0276] 对于本例，参见图6中的步骤306,用上述编码矩阵P 8Χ7，进行NeNFFT/N= 3456 个编码周期的发射脉冲的相位编码。
[0277] 参看图2及其说明，图2表示了一个编码周期包括了 N个雷达周期，编码周期在时 间上一个接一个。
[0278] 编码矩阵F' 8X7的8个行向量分别对编码周期内的8个雷达周期的发射脉冲进 行相位编码，编码矩阵F' 8X7每个行向量中的7个元素分别对相应周期内的7个子脉冲进 行相位编码，参看图3及其说明。图3表示了编码矩阵F' NXM的元素 f' n，m与雷达周期序 号η和子脉冲序号m之间的关系，这里的雷达周期序号η是指在一个雷达编码周期内的序 号。
[0279] 本例中N > M，编码矩阵P 8X7中未选择矩阵F8x8的最后一个列向量，在其对应 的频点上如果出现点频干扰，则可以抑制这个点频干扰。在某个频点上如果出现点频干扰， 则在挑选M = 7个列向量，形成8X7维的编码矩阵P 8X7时，不挑选点频干扰对应的列向 量，从而躲避和对抗这个点频干扰。
[0280] 实施例5 :
[0281] 一种固定式P波段高对流层风廓线雷达，工作频率&= 445MHz，最大探测高度 Rmax= 16km，风速测量范围为0-100m/s (最大风速Vmax= 100m/s)，高模式距离分辨力为D = 480m，高模式采用相位编码，发射脉冲最大占空比Duty_cycle = 20%，斜波束倾角α = 14.8。。
[0282] 量程延时τ Kmax根据最大探测高度Rmax计算出来，τ Kmax= 2Rmax/C = 106. 6 μ S，C为 光速，设计风廓线雷达的雷达周期I；=160yS，可以满足量程的需要，?\>> τ Jimax，发射脉 冲总宽度τ ^^^最大值为53. 4 μ S，发射脉冲可以采用脉冲波形。参看图1及其说明，图1 表示了一个雷达周期内发射脉冲总宽度τΜ%Α11、量程延时τκ_和雷达周期I的关系。风 廓线雷达的信号处理FFT点数Nfft通常为512。工作波长λ根据工作频率f计算出来，λ =C/f = 0. 674m。子脉冲宽度τ根据距尚分辨力D换算出来，τ = 2D/C = 3.2tiS。取大 径速Vsmax根据最大风速Vniax和斜波束倾角α计算出来，Vsmax= Vniax sin(a), Vftliax= 25. 6m/ So
[0