CN110554362A - 一种雷达设备大时宽带宽积lfm信号相位谱合成系统及方法 - Google Patents

一种雷达设备大时宽带宽积lfm信号相位谱合成系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110554362A
CN110554362A CN201910765239.0A CN201910765239A CN110554362A CN 110554362 A CN110554362 A CN 110554362A CN 201910765239 A CN201910765239 A CN 201910765239A CN 110554362 A CN110554362 A CN 110554362A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
frequency domain
phase spectrum
lfm signal
domain data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910765239.0A
Other languages
English (en)
Inventor
段云鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Remote Sensing Equipment
Original Assignee
Beijing Institute of Remote Sensing Equipment
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Remote Sensing Equipment filed Critical Beijing Institute of Remote Sensing Equipment
Priority to CN201910765239.0A priority Critical patent/CN110554362A/zh
Publication of CN110554362A publication Critical patent/CN110554362A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/141—Discrete Fourier transforms
    • G06F17/142—Fast Fourier transforms, e.g. using a Cooley-Tukey type algorithm

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法，该系统通过数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块实现。数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽；相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。本发明解决了传统的信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题。

Description

一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法
技术领域
本发明涉及信号相位谱合成技术领域，特别是一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法。
背景技术
雷达设备在运行过程中需要对大时宽带宽积线性调频LFM信号的相位谱进行合成，传统的信号相位谱合成方法为信号相位谱直接合成法：对脉冲信号进行采集，之后进行离散傅立叶变换，对变换结果提取相位信息以得到脉冲信号的相位谱，此方法对于一般的雷达波形信号的相位谱合成时，直接且有效，但对于大时宽带宽积LFM信号的相位谱进行合成时，由于没有利用LFM信号的相位谱特性，对离散傅立叶变换结果进行相位提取时，计算非常复杂。FFT为快速傅立叶变换，能够将时域数据转换为频域数据。
发明内容
本发明目的在于提供一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统及方法，解决传统信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题。
对此本发明提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统，所述系统包括：数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块；数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽；相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。
此外，本发明提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成方法，所述方法包括：对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；根据频域数据计算出调频带宽；对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。
本发明解决了传统信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题，经过多次测试，认为此种方法有效、可行，能够对大时宽带宽积LFM信号的相位谱进行合成，且计算量小，目前本方法已成功应用在雷达设备试验样机中，并且在各项试验中，雷达设备试验样机合成的相位谱精确，满足系统使用要求。
具体实例方式
以下对本发明的具体实施方式作出详细说明。
本发明提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成方法，该方法包括：第一步、对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；第二步、对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；第三步、根据频域数据计算出调频带宽；第四步、对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。
第一步、对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理包括：
在一个脉冲宽度τ的时间范围内对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理，形成缓存数据x(n)，数据速率为fs，n为时域数据点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝fs·τ。
第二步、对缓存数据进行快速傅立叶变换以得到频域数据包括：
对缓存数据x(n)进行N点快速傅立叶变换：
将缓存数据x(n)从时域变换到频域，得到频域数据X(k)，X(k)为复数，式中k为频域数据点索引值，k＝1,2,...,N；j为虚数单位，表示e-j2πkn/N＝cos(2πkn/N)-jsin(2πkn/N)，为复数。
第三步、根据频域数据计算出调频带宽包括：
计算频域数据X(k)的模值A(k)：A(k)＝|X(k)|，对模值A(k)进行多项式曲线拟合，多项式次数设置为p，得到曲线α(t)，t为时间参数，对曲线α(t)进行N点等间隔抽取数据，得到一个频域数据β(m)，m为频域数据点索引值，m＝1,2,...,N；
计算调频带宽B：B＝(mmax-mmin)Δf，mmax为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最大频域数据点索引值；mmin为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最小频域数据点索引值；βmax为频域数据β(m)的最大值；Δf＝fs/N为FFT的分辨率。
第四步、对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成包括：
对大时宽带宽积的LFM信号的相位谱φ(f)进行合成：
式中f为频域变量，f0为LFM信号的中心频率。至此，完成了雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱的合成。
实施例1本发明还提出一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统：
首先、搭建相位谱合成系统
相位谱合成系统，包括：数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块。
数据缓存模块的功能为：对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；FFT模块的功能为：对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；调频带宽确定模块的功能为：根据频域数据计算出调频带宽；相位谱合成模块的功能为：对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。
数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理：
数据缓存模块在一个脉冲宽度τ的时间范围内对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理，形成缓存数据x(n)，数据速率为fs，n为时域数据点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝fs·τ。
FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据。
FFT模块对缓存数据x(n)进行N点快速傅立叶变换：
将缓存数据x(n)从时域变换到频域，得到频域数据X(k)，X(k)为复数，式中k为频域数据点索引值，k＝1,2,...,N；j为虚数单位，表示e-j2πkn/N＝cos(2πkn/N)-jsin(2πkn/N)，为复数。
调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽。
调频带宽确定模块计算频域数据X(k)的模值A(k)：A(k)＝|X(k)|，对模值A(k)进行多项式曲线拟合，多项式次数设置为p，得到曲线α(t)，t为时间参数，对曲线α(t)进行N点等间隔抽取数据，得到一个新的频域数据β(m)，m为频域数据点索引值，m＝1,2,...,N。
计算调频带宽B：B＝(mmax-mmin)Δf，mmax为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最大频域数据点索引值；mmin为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最小频域数据点索引值；βmax为频域数据β(m)的最大值；Δf＝fs/N为FFT的分辨率。
相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。
相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号的相位谱φ(f)进行合成：
式中f为频域变量，f0为LFM信号的中心频率。
至此，完成了雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱的合成。
本发明解决了传统信号相位谱合成方法对于大时宽带宽积LFM信号进行相位谱合成时，计算复杂的问题，经过多次测试，认为此种方法有效、可行，能够对大时宽带宽积LFM信号的相位谱进行合成，且计算量小，目前本方法已成功应用在雷达设备试验样机中，并且在各项试验中，雷达设备试验样机合成的相位谱精确，满足系统使用要求。

Claims (10)

1.一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成系统，其特征在于，所述系统包括：数据缓存模块、FFT模块、调频带宽确定模块和相位谱合成模块；
数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；
FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；
调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽；
相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，数据缓存模块对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理包括：
数据缓存模块在一个脉冲宽度τ的时间范围内对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理，形成缓存数据x(n)，数据速率为fs，n为时域数据点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝fs·τ。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，FFT模块对缓存数据进行快速傅立叶变换以得到频域数据包括：
FFT模块对缓存数据x(n)进行N点快速傅立叶变换：
将缓存数据x(n)从时域变换到频域，得到频域数据X(k)，X(k)为复数，式中k为频域数据点索引值，k＝1,2,...,N；j为虚数单位，表示e-j2πkn/N＝cos(2πkn/N)-jsin(2πkn/N)，为复数。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，调频带宽确定模块根据频域数据计算出调频带宽包括：
调频带宽确定模块计算频域数据X(k)的模值A(k)：A(k)＝|X(k)|，对模值A(k)进行多项式曲线拟合，多项式次数为p，得到曲线α(t)，t为时间参数，对曲线α(t)进行N点等间隔抽取数据，得到一个频域数据β(m)，m为频域数据点索引值，m＝1,2,...,N；
计算调频带宽B：B＝(mmax-mmin)Δf，mmax为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最大频域数据点索引值；mmin为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最小频域数据点索引值；βmax为频域数据β(m)的最大值；Δf＝fs/N为FFT的分辨率。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成包括：
相位谱合成模块对大时宽带宽积的LFM信号的相位谱φ(f)进行合成：
式中f为频域变量，f0为LFM信号的中心频率。
6.一种雷达设备大时宽带宽积LFM信号相位谱合成方法，其特征在于，所述方法包括：
对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理；
对缓存数据进行快速傅立叶变换，得到频域数据；
根据频域数据计算出调频带宽；
对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理包括：
在一个脉冲宽度τ的时间范围内对大时宽带宽积LFM信号的离散数据进行缓存处理，形成缓存数据x(n)，数据速率为fs，n为时域数据点索引值，n＝1,2,...,N，N为缓存数据x(n)的长度，N＝fs·τ。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对缓存数据进行快速傅立叶变换以得到频域数据包括：
对缓存数据x(n)进行N点快速傅立叶变换：
将缓存数据x(n)从时域变换到频域，得到频域数据X(k)，X(k)为复数，式中k为频域数据点索引值，k＝1,2,...,N；j为虚数单位，表示e-j2πkn/N＝cos(2πkn/N)-jsin(2πkn/N)，为复数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据频域数据计算出调频带宽包括：
计算频域数据X(k)的模值A(k)：A(k)＝|X(k)|，对模值A(k)进行多项式曲线拟合，多项式次数设置为p，得到曲线α(t)，t为时间参数，对曲线α(t)进行N点等间隔抽取数据，得到一个频域数据β(m)，m为频域数据点索引值，m＝1,2,...,N；
计算调频带宽B：B＝(mmax-mmin)Δf，mmax为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最大频域数据点索引值；mmin为满足β(m)≥(βmax-3)的数据所对应的最小频域数据点索引值；βmax为频域数据β(m)的最大值；Δf＝fs/N为FFT的分辨率。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，对大时宽带宽积的LFM信号进行相位谱合成包括：
对大时宽带宽积的LFM信号的相位谱φ(f)进行合成：
式中f为频域变量，f0为LFM信号的中心频率。
CN201910765239.0A 2019-08-19 2019-08-19 一种雷达设备大时宽带宽积lfm信号相位谱合成系统及方法 Pending CN110554362A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910765239.0A CN110554362A (zh) 2019-08-19 2019-08-19 一种雷达设备大时宽带宽积lfm信号相位谱合成系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910765239.0A CN110554362A (zh) 2019-08-19 2019-08-19 一种雷达设备大时宽带宽积lfm信号相位谱合成系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110554362A true CN110554362A (zh) 2019-12-10

Family

ID=68737720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910765239.0A Pending CN110554362A (zh) 2019-08-19 2019-08-19 一种雷达设备大时宽带宽积lfm信号相位谱合成系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110554362A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110007140A (zh) * 2019-04-16 2019-07-12 北京遥感设备研究所 一种雷达设备lfm信号调频斜率测试方法及系统
CN111666817A (zh) * 2020-05-08 2020-09-15 北京遥感设备研究所 一种雷达设备lfm信号主瓣时延分辨率确定系统及方法
CN113960543A (zh) * 2021-09-18 2022-01-21 北京遥感设备研究所 一种宽带线性调频脉冲信号初始频率确定方法和系统
CN115529213A (zh) * 2022-11-28 2022-12-27 中国人民解放军国防科技大学 一种用于分离lfm脉冲重叠信号的方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447455C1 (ru) * 2010-10-20 2012-04-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г.Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ уменьшения уровня боковых лепестков сжатого лчм-сигнала
CN108120974A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 北京遥感设备研究所 一种多时宽线性调频信号的脉冲压缩网络生成方法
CN108152795A (zh) * 2017-11-24 2018-06-12 北京遥感设备研究所 一种宽带线性调频脉冲信号初始频率估计方法
CN109283498A (zh) * 2017-07-21 2019-01-29 北京遥感设备研究所 一种线性调频脉冲信号相位误差曲线生成方法
CN110007140A (zh) * 2019-04-16 2019-07-12 北京遥感设备研究所 一种雷达设备lfm信号调频斜率测试方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447455C1 (ru) * 2010-10-20 2012-04-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г.Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ уменьшения уровня боковых лепестков сжатого лчм-сигнала
CN108120974A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 北京遥感设备研究所 一种多时宽线性调频信号的脉冲压缩网络生成方法
CN109283498A (zh) * 2017-07-21 2019-01-29 北京遥感设备研究所 一种线性调频脉冲信号相位误差曲线生成方法
CN108152795A (zh) * 2017-11-24 2018-06-12 北京遥感设备研究所 一种宽带线性调频脉冲信号初始频率估计方法
CN110007140A (zh) * 2019-04-16 2019-07-12 北京遥感设备研究所 一种雷达设备lfm信号调频斜率测试方法及系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
沈善德等: "《电力系统辨识》", 31 December 1993 *
洪水棕等: "《现代测试技术》", 31 March 2002, 上海交通大学出版社 *
苟彦新: "《无线电抗截获抗干扰通信》", 31 December 2010, 西安电子科技大学出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110007140A (zh) * 2019-04-16 2019-07-12 北京遥感设备研究所 一种雷达设备lfm信号调频斜率测试方法及系统
CN111666817A (zh) * 2020-05-08 2020-09-15 北京遥感设备研究所 一种雷达设备lfm信号主瓣时延分辨率确定系统及方法
CN111666817B (zh) * 2020-05-08 2023-09-19 北京遥感设备研究所 一种雷达设备lfm信号主瓣时延分辨率确定系统及方法
CN113960543A (zh) * 2021-09-18 2022-01-21 北京遥感设备研究所 一种宽带线性调频脉冲信号初始频率确定方法和系统
CN115529213A (zh) * 2022-11-28 2022-12-27 中国人民解放军国防科技大学 一种用于分离lfm脉冲重叠信号的方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110554362A (zh) 一种雷达设备大时宽带宽积lfm信号相位谱合成系统及方法
US8022863B1 (en) Spatially variant apodization (SVA) filter
CN106560800A (zh) 在雷达和声纳应用中调整定点快速傅立叶变换
CN112560771B (zh) 一种带宽特征曲线的拟合系统、方法和装置
US11017797B2 (en) Methods and apparatus to reduce noise from harmonic noise sources
CN108982965B (zh) 一种频谱分析装置
CN109100687B (zh) 一种雷达设备lfm脉冲信号pslr参数确定方法
CN110687595B (zh) 一种基于时间重采样和同步挤压变换的地震数据处理方法
JP2017166918A (ja) 信号処理装置、レーダ装置、信号処理方法およびプログラム
CN110221262B (zh) 一种雷达设备lfm信号主瓣降低确定平台及方法
CN111198357A (zh) 一种基于可调窗函数的s变换时频分析方法
CN114019460A (zh) 一种雷达设备抗干扰掩护脉冲校正序列产生方法及装置
CN110261827B (zh) 一种雷达设备lfm脉冲压缩网络群延时曲线生成平台及方法
CN109188370B (zh) 一种雷达设备lfm脉冲信号包络曲线拟合方法及系统
CN110808929A (zh) 相减策略的实复转换式信噪比估计算法
CN115273822A (zh) 音频处理方法、装置、电子设备及介质
CN109490857B (zh) 一种雷达设备lfm脉冲信号调频非线性度确定方法及系统
CN217561604U (zh) 一种cwd时频分析实现装置
CN111666817B (zh) 一种雷达设备lfm信号主瓣时延分辨率确定系统及方法
CN108152795A (zh) 一种宽带线性调频脉冲信号初始频率估计方法
CN110491366B (zh) 音频平滑处理方法、装置、计算机设备和存储介质
CN116381631B (zh) 一种基于多通道的超宽带目标模拟方法
CN110808935B (zh) 线性调频信号自相关运算的精确高效实现方法及装置
CN111641421A (zh) 一种高动态数字接收机窄带干扰抑制系统及方法
CN110048979B (zh) 一种多域联合触发装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191210