CN111722198A - 一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法及系统，包括输入雷达参数和干扰参数根据雷达参数和干扰参数，计算一体化波形的码长为N、幅频离散信号为A(n)以及相频离散信号
得到该波形的离散频域信号表示为：
将离散频域信号S(n)做离散傅里叶反变换得到s(n)；将s(n)进行D/A转换得到基带时域信号s(t)；将s(t)依次进行滤波和上变频，并以脉冲重复周期PRI将信号发射出去。本发明的优点在于：该一体化波形在实现雷达探测的同时，通过对发射信号进行频段截取，避免对己方和民用频段干扰，同时可以对处于该频带范围内的敌方电子通信设备进行干扰；另外由于该一体化信号具备类噪声特性，具备很强的低截获概率特性。
Description
技术领域
本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法及系统。
背景技术
随着无线电技术的发展，基于雷达探测技术的日益成熟，雷达的应用领域越来越广泛，其是通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息，进而实现对目标的探测。另外，针对雷达探测到的飞行目标，根据其使用的频谱，需要有专门的干扰对抗设备，发射干扰信号对其干扰，以降低或削弱其有效利用电磁频谱的能力。目前雷达信号和干扰信号由于其战术使用目的不同，导致波形参数不能完全兼容。雷达探测时，不能有效实现干扰；在干扰时，不能实现雷达探测。所以，如何设计一种新的雷达信号，实现对目标探测的同时，可实现对敌方目标有效的干扰，且避免我方或民用设施的干扰是探测干扰综合一体化技术发展过程中急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法及系统，解决了同一系统中雷达发射的信号不能同时实现敌方目标干扰功能的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，所述信号生成方法包括以下内容：
信号波形参数输入步骤：输入雷达参数和干扰参数；其中，雷达参数包括载波f0、带宽Bn、时宽τ和脉冲重复周期PRI，干扰参数包括干扰频段fi和回避频段fj；
信号波形参数计算步骤：根据所述信号波形参数输入步骤的雷达参数和干扰参数，计算信号码长N、在带宽Bn内的离散幅频信号A(n)和离散相频信号
进而得到离散频域信号
离散时域信号产生步骤：将所述离散频域信号S(n)做离散傅里叶反变换得到离散时域信号s(n)；
基带时域信号产生步骤：将所述离散时域信号s(n)进行D/A转换得到基带时域信号s(t)；
射频时域信号产生步骤：将所述基带时域信号s(t)依次进行滤波和上变频后以周期PRI将信号发射出去。
进一步地，根据所述信号波形参数输入步骤的雷达参数和干扰参数，计算码长N、在载波f0内的离散幅频信号A(n)和离散相频信号
具体包括：
根据所述带宽Bn和所述时宽τ得到码长N＝Bnτ；
根据所述带宽Bn、干扰频段fi和回避频段fj，确定幅频信号A(n)；
根据在确保雷达脉冲压缩副瓣最低或最优的原则下设计得到在带宽Bn内的离散相频信号
进一步地，所述回避频段fj包括自身系统使用的频段和公用频段或者民用频段；所述干扰频段fi包括在所述在带宽Bn内需干扰敌方设备的频段。
进一步地，所述根据所述带宽Bn，干扰频段fi和回避干扰频段fj，除fj，A(n)设置为0，其余频率范围A(n)设置为1。
进一步地，所述在带宽Bn内将掉回避频段fj的幅频信号设置为0，其余A(n)设为1应该满足以下条件：
幅频信号设置为0的回避干扰频段fj应当不大于阈值，以确保带宽Bn内可用频段的有效值。
进一步地，所述方法还包括：在信号波形参数计算步骤得到码长N后，需将s(n)进行数据率提高n倍，D/A变换采用Bn×n高采样率，以提高基带时域信号s(t)的产生精度。采用的方法可以在所述离散时域信号产生步骤得到离散时域信号s(n)后对其进行n倍插值；或者在所述离散时域信号产生步骤得到离散频域信号S(n)后对S(n)进行(n-1)N倍补零，再做离散傅里叶反变换，从而得到等效于对s(n)进行n倍插值处理。
一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成系统，它包括信号波形参数输入模块、信号波形参数计算模块、离散时域信号产生模块、基带时域信号产生模块和射频时域信号产生模块：
所述信号波形参数输入模块用于输入雷达参数：载波f0、带宽Bn、时宽τ和脉冲重复周期PRI，干扰参数：干扰频段fi和回避频段fj；
所述信号波形参数计算模块用于根据所述信号波形参数输入步骤的雷达参数和干扰参数，计算码长N、在带宽Bn内的离散幅频信号A(n)和相离散频信号
进而得到离散频域信号
所述离散时域信号产生模块用于将所述离散频域信号S(n)做离散傅里叶反变换变换得到离散时域信号s(n)；
所述基带时域信号产生模块用于将所述离散时域信号s(n)进行D/A转换得到基带时域信号s(t)；
所述射频时域信号产生模块用于将所述基带时域信号s(t)依次进行滤波和上变频后以周期PRI将信号发射出去。
进一步地，所述信号波形参数计算模块包括码长计算单元、离散幅频信号A(n)计算单元和相频信号
计算单元；
所述码长计算单元用于根据所述带宽Bn和所述时宽τ得到码长N＝Bnτ；
所述离散幅频信号A(n)计算单元用于根据所述带宽Bn，干扰频段fi和回避干扰频段fj，除fj，A(n)设置为0，其余频率范围A(n)设置为1。
所述相频信号
计算单元用于根据在确保雷达脉冲压缩副瓣最低或最优的原则下设计得到在带宽Bn内的离散相频信号
进一步地，所述系统还包括D/A变换过采样处理模块：首先将离散时域信号s(n)进行n倍插值或者在所述离散时域信号产生步骤得到离散频域信号S(n)后对S(n)进行(n-1)N倍补零，再做离散傅里叶反变换，从而得到等效于对s(n)进行n倍插值处理；接着D/A变换采用Bn×n采样率，以提高基带时域信号s(t)的产生精度。
本发明的有益效果为：一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法及系统，在实现雷达探测的同时，通过对发射信号进行频段截取，避免对己方和民用频段干扰，同时可以对处于该频带范围内的敌方电子通信设备进行干扰；另外由于该一体化信号具备类噪声特性，具备很强的低截获概率特性。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图；
图2为本发明幅频信号和相频信号示意图；
图3为本发明离散化后幅频信号和相频信号示意图；
图4为本发明离散时域信号s(n)的和基带时域信号s(t)示意图；
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和有点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1-图3所示，本发明包括一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，所述信号生成方法包括以下内容：
S1、信号波形参数输入步骤：输入雷达参数和干扰参数；其中，雷达参数包括载波f0、带宽Bn、时宽τ和脉冲重复周期PRI，干扰参数包括干扰频段fi和回避频段fj；其中，载波f0设置为1.5GHz，带宽Bn为100MHz，即雷达波形频率范围为1.45GHz～1.55GHz，时宽τ为5μs。
其中，回波频段fj包括自身系统使用的频段和公用频段或者民用频段；所述干扰频段fi包括在所述在带宽Bn内需干扰敌方的频段。
S2、信号波形参数计算步骤：根据所述信号波形参数输入步骤的雷达参数和干扰参数确定码长N、在带宽Bn内的离散幅频信号A(n)和离散相频信号
进而得到离散频域信号
其具体包括：
S21、根据所述带宽Bn和所述时宽τ得到码长N＝Bnτ＝500，即在100MHz带宽内取500个点；
进一步地，此时为了保证雷达的采样率大于或者等于雷达的带宽Bn，需要在信号波形参数计算步骤得到码长N后再乘以n将其在原有码长N的基础上扩展n倍；即N×n，其中采样率为fs＝n×Bn，当n＝1时，此时采样率fs与带宽Bn相等；当n>1，如n＝4时，则在D/A采样率需为400Msps，以提高信号产生的精确度。
S22、根据所述带宽Bn、干扰频段fi和回避频段fj确定在带宽Bn内的离散幅频信号A(n)；
其中，根据所述带宽Bn、干扰频段fi和回避频段fj，确定在带宽Bn内的离散幅频信号A(n)包括：除fj，A(n)设置为0，其余频率范围A(n)设置为1。
进一步地，幅频信号设置为0的回避干扰频段fj应当不大于阈值20％，以确保带宽Bn内可用频段超过80％。
其中，图2(a)中被截取的回避频段fj范围为1.47GHz～1.48GHz和1.51GHz～1.52GHz，对应到图3(a)中100点～150点之间和300点～350点之间的幅频信号A(n)设置为0；对应到图3(b)中相应点的离散相频信号
可为任意值。
S23、根据在确保雷达脉冲压缩副瓣最低或最优的原则下设计得到在带宽Bn内的离散相频信号
其中，确保雷达脉冲压缩副瓣最低或最优的原则为副瓣的最大峰值不大于主瓣峰值的15％。以降低杂散信号对主信号的影响。
S3、离散时域信号产生步骤：将所述离散频域信号S(n)做离散傅里叶反变换得到离散时域信号s(n)；
进一步地，需要在所述离散时域信号产生步骤得到离散时域信号s(n)进行n倍插值，当n＝4时，即在在100MHz带宽内取2000个点；
优选地，或者在所述离散时域信号产生步骤得到离散频域信号S(n)进行(n-1)N倍补零，当n＝4时，表示在前面码长500个点取完后，后面补足1500个0点，经离散傅里叶反变换，从而得到插值后的s(n)；再经400Msps D/A采样，以提高信号产生的精确度。
S4、基带时域信号产生步骤：将所述离散时域信号s(n)进行D/A转换得到基带时域信号s(t)；
S5、射频时域信号产生步骤：将所述基带时域信号s(t)依次进行滤波和上变频后以周期PRI将信号发射出去。
本发明的系统主要基于本发明的信号生成方法得到，此处并不在进行赘述。
本发明结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法及系统，在实现雷达探测的同时，通过对发射信号进行频段截取，避免对己方和民用频段干扰，同时可以对处于该频带范围内的敌方电子通信设备进行干扰，实现了雷达探测和干扰一体化功能设计；另外由于该一体化信号具备类噪声特性，具备很强的低截获概率特性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，其特征在于：所述信号生成方法包括以下内容：
信号波形参数输入步骤：输入雷达参数和干扰参数；其中，雷达参数包括载波f0、带宽Bn、时宽τ和脉冲重复周期PRI，干扰参数包括干扰频段fi和回避干扰频段fj；
信号波形参数计算步骤：根据所述信号波形参数输入步骤的雷达参数和干扰参数，计算信号码长N、在带宽Bn内的离散幅频信号A(n)和离散相频信号
进而得到离散频域信号
离散时域信号产生步骤：将所述离散频域信号S(n)做离散傅里叶反变换变换得到离散时域信号s(n)；
基带时域信号产生步骤：将所述离散时域信号s(n)进行D/A转换得到基带时域信号s(t)；
射频时域信号产生步骤：将所述基带时域信号s(t)依次进行滤波和上变频后，以周期PRI将信号发射出去。
2.根据权利要求1所述的一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，其特征在于：根据所述信号波形参数输入步骤的雷达参数和干扰参数，计算码长N、在载波f0和带宽Bn内的幅频信号A(n)和相频信号
具体包括：
根据所述带宽Bn和所述时宽τ得到码长N＝Bnτ；
根据所述带宽Bn、干扰频段fi和回避干扰频段fj确定在带宽Bn内的幅频信号A(n)；
根据在确保雷达探测脉冲压缩副瓣最低或最优的原则下设计得到在带宽Bn内的离散相频信号
3.根据权利要求1所述的一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，其特征在于：所述回避干扰频段fj包括我方系统使用的频段和公用或者民用频段；所述干扰频段fi包括在所述带宽Bn内需干扰敌方的频段。
4.根据权利要求2所述的一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，其特征在于：所述根据所述带宽Bn、干扰频段fi和回避干扰频段fj，确定在带宽Bn内的幅频信号A(n)包括：在带宽Bn内，在fj范围，A(n)幅度设为0，其余A(n)设为1。
5.根据权利要求4所述的一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，其特征在于：所述在带宽Bn内，在fj范围，A(n)幅度设为0，其余A(n)设为1应该满足以下条件：
幅频信号设置为0的回避干扰频段fj应当不大于阈值，以确保带宽Bn内可用频段的有效值。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法，其特征在于：所述方法还包括：在信号波形参数计算步骤得到码长N后，需将s(n)进行数据率提高n倍，D/A变换采用Bn×n高采样率，以提高基带时域信号s(t)的产生精度；其采用的方法可以在所述离散时域信号产生步骤得到离散时域信号s(n)后对其进行n倍插值；或者在所述离散时域信号产生步骤得到离散频域信号S(n)后对S(n)进行(n-1)N倍补零，再做离散傅里叶反变换，从而得到等效于对s(n)进行n倍插值处理。
7.一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成系统，其特征在于：它包括信号波形参数输入模块、信号波形参数计算模块、离散时域信号产生模块、基带时域信号产生模块和射频时域信号产生模块：
所述信号波形参数输入模块用于输入雷达参数：载波f0、带宽Bn、时宽τ和脉冲重复周期PRI，干扰参数：干扰频段fi和回避干扰频段fj；
所述信号波形参数计算模块用于根据所述信号波形参数输入步骤的雷达参数和干扰参数，计算码长N、在带宽Bn内的离散幅频信号A(n)和离散相频信号
进而得到离散频域信号
所述离散时域信号产生模块用于将所述离散频域信号S(n)做离散傅里叶反变换得到离散时域信号s(n)；
所述基带时域信号产生模块用于将所述离散时域信号s(n)进行D/A转换得到基带时域信号s(t)；
所述射频时域信号产生模块用于将所述基带时域信号s(t)依次进行滤波上变频和后以周期PRI将信号发射出去。
8.根据权利要求7所述的一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成系统，其特征在于：所述信号波形参数计算模块包括码长计算单元、离散幅频信号A(n)计算单元和离散相频信号
计算单元；
所述码长计算单元用于根据所述带宽Bn和所述时宽τ得到码长N＝Bnτ；
所述幅频信号A(n)确定单元用于根据所述带宽Bn，干扰频段fi和回避干扰频段fj，除fj，A(n)设置为0，其余频率范围A(n)设置为1；
所述离散相频信号
计算单元用于根据在确保雷达脉冲压缩副瓣最低或最优的原则下设计得到在带宽Bn内的离散相频信号
9.根据权利要求7或8所述的一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成系统，其特征在于：所述系统还包括D/A变换过采样处理模块：首先将离散时域信号s(n)进行n倍插值或者在所述离散时域信号产生步骤得到离散频域信号S(n)后对S(n)进行(n-1)N倍补零，再做离散傅里叶反变换，从而得到等效于对s(n)进行n倍插值处理；接着D/A变换采用Bn×n采样率，以提高基带时域信号s(t)的产生精度。
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