CN115022139B - 一种基于双曲调频信号的相位预调制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于双曲调频信号的相位预调制方法及系统，利用一种特殊的非线性调频信号——双曲调频信号来代替传统的线性调频信号来对非平稳信号进行相位预调制，可有效降低预调制后信号的带宽，有利于改善频谱相位解缠法的抗噪声性能。
Description
技术领域
本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于双曲调频信号的相位预调制方法及系统。
背景技术
频谱相位解缠法可用于非平稳信号的参数估计，但是频谱相位解缠法对于瞬时频率为非严格单调函数的非平稳信号，需要先对原始信号进行相位预调制，以使调制后信号的瞬时频率转变为严格单调函数，才能继续采用频谱相位解缠法完成信号参数估计。现有的相位预调制方法是采用线性调频信号来对原始信号进行相位预调制，虽然计算方法非常简便，利于后续信号处理，但是预调制后信号的带宽得到了较大展宽，从而损害了频谱相位解缠方法的抗噪声性能。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于双曲调频信号的相位预调制方法及系统，可有效降低预调制后信号的带宽，有利于改善频谱相位解缠法的抗噪声性能。
一种基于双曲调频信号的相位预调制方法，采用双曲调频信号与非平稳信号相乘，完成非平稳信号的相位预调制。
进一步地，所述双曲调频信号g(t)为：
g(t)＝exp[jγln(1+t)-γt],0≤t≤T
其中，T为非平稳信号的总时长，γ为设定常数，j2＝-1。
进一步地，当γ＜0时，γ的取值范围满足：
其中，M0为非平稳信号的上确界；
当γ＞0时，γ的取值范围满足：
γ＞M1
其中，M1为非平稳信号的下确界。
进一步地，完成相位预调制后的非平稳信号的瞬时频率函数为单调函数。
一种基于双曲调频信号的相位预调制系统，包括：
构建模块，用于构建双曲调频信号；
处理模块，用于将双曲调频信号与非平稳信号相乘，完成非平稳信号的相位预调制。
有益效果：
1、本发明提供一种基于双曲调频信号的相位预调制方法，利用一种特殊的非线性调频信号——双曲调频信号来代替传统的线性调频信号来对非平稳信号进行相位预调制，可有效降低预调制后信号的带宽，有利于改善频谱相位解缠法的抗噪声性能。
2、本发明提供一种基于双曲调频信号的相位预调制方法，给出了双曲调频信号的具体形式，能够保证完成相位预调制后的非平稳信号的瞬时频率函数为单调函数，进而保证相位预调制后的非平稳信号能够采用频谱相位解缠法顺利完成后续的信号参数估计。
3、本发明提供一种基于双曲调频信号的相位预调制系统，利用一种特殊的非线性调频信号——双曲调频信号来代替传统的线性调频信号来对非平稳信号进行相位预调制，可有效降低预调制后信号的带宽，有利于改善频谱相位解缠法的抗噪声性能。
4、本发明提供一种基于双曲调频信号的相位预调制系统，给出了双曲调频信号的具体形式，能够保证完成相位预调制后的非平稳信号的瞬时频率函数为单调函数，进而保证相位预调制后的非平稳信号能够采用频谱相位解缠法顺利完成后续的信号参数估计。
附图说明
图1为本发明提供的一种双曲调频信号的相位预调制方法的流程图；
图2为本发明提供的一种双曲调频信号的相位预调制系统的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，该图为本发明提供的一种双曲调频信号的相位预调制方法的流程图。本发明提供一种基于双曲调频信号的相位预调制方法，采用双曲调频信号g(t)与非平稳信号x(t)相乘，也即y(t)＝x(t)g(t)，即可完成非平稳信号的相位预调制，得到相位预调制后的信号y(t)。其中，所述双曲调频信号g(t)为：
g(t)＝exp[jγln(1+t)-γt],0≤t≤T
其中，T为非平稳信号的总时长，γ为设定常数，j2＝-1。
进一步地，当γ＜0时，γ的取值范围满足：
其中，M0为非平稳信号的上确界；
当γ＞0时，γ的取值范围满足：
γ＞M1
其中，M1为非平稳信号的下确界。
下面给出本发明提供的双曲调频信号能够保证完成相位预调制后的非平稳信号的瞬时频率函数为单调函数的推导过程。
设原始非平稳信号可表示为：
x(t)＝Aexp(jθ(t))
式中，j2＝-1，A表示信号的幅度，θ(t)要求是为连续函数且存在二阶导数，其表示原始信号的瞬时相位。一般情况下，θ(t)的一阶导数θ′(t)，即原始信号的瞬时频率不是严格单调函数。为使原始信号的瞬时频率转变为严格单调函数，需要先引入一个相位预调制信号利用其对原始信号按照下式进行相位预调制：
另外，为保证预调制后信号y(t)相对于原始信号x(t)，其瞬时相位和瞬时频率不发生跳变，要求预调制后信号必须满足下式要求：
对于原始非平稳信号x(t)，由于其相位函数为连续函数，因此其在闭区间必然有界，假设其上确界下确界分别为M0、M1，即：
M0≤θ″(t)≤M1
相位预调制信号相位函数g(t)的二阶导数为
假设，γ＜0，则可得：
max(c″(t))＝-γ
那么，当
时，相位预调制后的信号y(t)相位函数ψ(t)的二阶导数满足下式：
因此，相位预调制后的信号y(t)相位函数ψ(t)的一阶导数，即瞬时频率函数，必然为单调递增函数；
同理，对于γ＞0的情况，那么当
γ＞M1
时，相位预调制后的信号y(t)相位函数ψ(t)的二阶导数满足下式：
因此，相位预调制后的信号y(t)相位函数ψ(t)的一阶导数，即瞬时频率函数，必然为单调递减函数。
基于上述方法实施例提供的双曲调频信号的相位预调制方法，本发明还提供了一种双曲调频信号的相位预调制系统。下面结合附图对该相位预调制系统进行说明。
参见图2，该图为本发明提供的一种双曲调频信号的相位预调制系统的示意图。如图2所示，该系统包括构建模块和处理模块；其中，构建模块用于构建双曲调频信号；处理模块用于将双曲调频信号与非平稳信号相乘，完成非平稳信号的相位预调制。
需要说明的是，对于本发明公开的系统而言，由于其与本发明公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于双曲调频信号的相位预调制方法，其特征在于，采用双曲调频信号与非平稳信号相乘，完成非平稳信号的相位预调制；
所述双曲调频信号g(t)为：
g(t)＝exp[jγln(1+t)-γt],0≤t≤T
其中，T为非平稳信号的总时长，γ为设定常数，j2＝-1；
当γ<0时，γ的取值范围满足：
其中，M0为非平稳信号的上确界；
当γ>0时，γ的取值范围满足：
γ>M1
其中，M1为非平稳信号的下确界。
2.如权利要求1所述的一种基于双曲调频信号的相位预调制方法，其特征在于，完成相位预调制后的非平稳信号的瞬时频率函数为单调函数。
3.一种基于双曲调频信号的相位预调制系统，其特征在于，包括：
构建模块，用于构建双曲调频信号；
处理模块，用于将双曲调频信号与非平稳信号相乘，完成非平稳信号的相位预调制；
所述双曲调频信号g(t)为：
g(t)＝exp[jγln(1+t)-γt],0≤t≤T
其中，T为非平稳信号的总时长，γ为设定常数，j2＝-1；
当γ<0时，γ的取值范围满足：
其中，M0为非平稳信号的上确界；
当γ>0时，γ的取值范围满足：
γ>M1
其中，M1为非平稳信号的下确界。
4.如权利要求3要求所述的一种基于双曲调频信号的相位预调制系统，其特征在于，完成相位预调制后的非平稳信号的瞬时频率函数为单调函数。
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