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利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法、系統及設備

文檔序號:42170136發布日期:2025-06-13 16:26閱讀:35來源:國知局

本發明屬于雷達探測,涉及一種利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法、系統及設備。


背景技術:

1、窄脈沖指的是脈沖寬度在50納秒以下的雷達脈沖。在雷達應用中,窄脈沖信號因其在距離分辨力、多普勒容限和超近程探測能力等方面的優勢,廣泛應用于超寬帶雷達成像、生命體征監測和探地雷達等領域。然而,在遠距離目標檢測性能上,根據雷達方程,雷達最大作用距離與雷達所能利用的總輻射能量成正比,由于較窄的脈沖寬度,窄脈沖信號所能利用的總輻射能量較為受限,因此一般依賴高功率(峰值功率超過百兆瓦)脈沖源或使用高脈沖重復頻率(pulse?repetition?frequency,?prf)及相干處理來實現遠距離目標檢測。

2、在高功率脈沖源方面,目前先進的雷達發射機及天線系統一般采用固態發射機,其峰值功率較真空管器件而言更為有限,難以在不使用特殊設計的條件下發射高功率窄脈沖信號;采用中高重頻的重頻模式能有效增加單位時間內發射的脈沖數,但此時將可能出現距離模糊問題,因為來自遠距離目標的回波延遲可能比脈沖重復間隔(pulserepetition?interval,?pri)長。

3、解決距離模糊的常見方式為在單個駐留時間內運用多個相干處理間隔(coherentprocessing?interval,?cpi),且每個cpi具備不同的脈沖重復頻率。通過采用“p選h”決策能夠幫助確定真實距離與多普勒頻率,此處的h通常為2或3個prf,而p最高可達8個prf。例如,“8選2”的檢測決策,即意味著8個cpi中僅有2個在檢測過程中產生能量貢獻,這種策略對發射能量的利用將較為低效。在此基礎上,有學者提出可以對每個窄脈沖信號的初始相位進行編碼來減輕高prf中的范圍模糊。通過對每個發射脈沖的初相進行調制并對整個cpi執行互相關,脈間相位編碼將脈沖壓縮的任務從單個長編碼脈沖轉移到具有脈沖間編碼的多個短脈沖上。此時,最大不模糊探測距離將受cpi控制,而不是由pri決定,因而解決了高重頻模式下的距離模糊問題。然而,上述研究在對回波信號進行處理時,需要對每個脈沖單獨進行檢測、同步和鑒相處理,再使用參考相位序列對經鑒相得到的數字化相位進行相關處理。如果單個脈沖無法被檢測,后續的同步及鑒相工作也無法進行,故該方法的檢測概率仍然受限于單個脈沖的峰值發射功率,難以滿足遠距離目標檢測的能量要求。


技術實現思路

1、針對上述傳統技術中存在的問題,本發明提出了一種利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法、一種利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測系統以及一種計算機設備,能夠有效遠距離目標檢測性能。

2、為了實現上述目的,本發明實施例采用以下技術方案:

3、一方面,提供一種利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法,包括步驟:

4、在設定窄脈沖范圍內確定當前使用的脈沖寬度;

5、選擇ipatov序列作為脈間相位編碼序列并確定對應的參考序列;

6、根據窄脈沖的特性和雷達系統的最大探測距離需求確定脈沖重復間隔;

7、根據ipatov序列和脈沖重復間隔對雷達系統的窄脈沖串進行脈間相位編碼,生成相干處理間隔內的發射波形并發射到目標;

8、對雷達系統接收到的發射波形對應的完整回波信號進行循環互相關處理,得到目標的距離信息。

9、另一方面,還提供一種利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測系統,包括:

10、脈寬確定模塊,用于在設定窄脈沖范圍內確定當前使用的脈沖寬度;

11、序列選擇模塊,用于選擇ipatov序列作為脈間相位編碼序列并確定對應的參考序列;

12、間隔確定模塊,用于根據窄脈沖的特性和雷達系統的最大探測距離需求確定脈沖重復間隔;

13、相位編碼模塊,用于根據所述ipatov序列和所述脈沖重復間隔對雷達系統的窄脈沖串進行脈間相位編碼,生成相干處理間隔內的發射波形并發射到目標;

14、循環互相關模塊,用于對雷達系統接收到的發射波形對應的完整回波信號進行循環互相關處理,得到目標的距離信息。

15、又一方面,還提供一種計算機設備,包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并且可在所述處理器上運行的計算機程序,處理器執行所述計算機程序時實現上述利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法的步驟。

16、上述技術方案中的一個技術方案具有如下優點和有益效果:

17、上述利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法、系統及設備,通過引入ipatov序列對窄脈沖進行脈間相位編碼,并在接收端采用全采樣循環互相關處理,使得最大不模糊距離得以擴展至 n·pri的同時,能夠通過 n個脈沖積累提升總能量,因此能夠兼顧窄脈沖與遠距離檢測,突破傳統雷達設計中“寬脈沖-遠距離”的綁定關系,解決了高重頻模式下的距離模糊問題,使得最大不模糊探測距離由pri決定轉變為由cpi決定,最大不模糊探測距離較普通的高重頻脈沖串信號可提升 n倍。通過在接收端對完整回波信號進行循環互相關處理、而非先鑒相再相關,從而能夠通過增加ipatov序列長度或適當增加脈寬,有效提升雷達的最大探測距離,并且利用ipatov序列優異的循環相關特性,實現了低旁瓣水平并避免了假目標的產生,提高了目標檢測的準確性,最終在保持窄脈沖信號高距離分辨率的同時,實現了較大的最大不模糊探測距離,使得雷達系統在遠距離目標探測中具有更高的實用性。



技術特征:

1.一種利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法,其特征在于,包括步驟:

2.根據權利要求1所述的利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法,其特征在于,所述ipatov序列為二元ipatov序列,所述參考序列為與所述二元ipatov序列不匹配的序列。

3.根據權利要求1所述的利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法,其特征在于,所述ipatov序列為三元ipatov序列,所述參考序列與窄脈沖串的脈沖序列一致。

4.一種利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測系統,其特征在于,包括:

5.根據權利要求4所述的利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測系統,其特征在于,所述ipatov序列為二元ipatov序列,所述參考序列為與所述二元ipatov序列不匹配的序列。

6.根據權利要求4所述的利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測系統,其特征在于,所述ipatov序列為三元ipatov序列,所述參考序列與窄脈沖串的脈沖序列一致。

7.一種計算機設備,包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并且可在所述處理器上運行的計算機程序,其特征在于,所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1至3中任一項所述利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法的步驟。


技術總結
本發明涉及利用窄脈沖信號的遠距離目標檢測方法、系統及設備,通過引入Ipatov序列對窄脈沖進行脈間相位編碼,并在接收端采用全采樣循環互相關處理,使得最大不模糊距離得以擴展至N·PRI的同時,能夠通過N個脈沖積累提升總能量,使得最大不模糊探測距離由PRI決定轉變為由CPI決定,最大不模糊探測距離較普通的高重頻脈沖串信號可提升N倍。通過在接收端對完整回波信號進行循環互相關處理而非先鑒相再相關,能夠通過增加Ipatov序列長度或適當增加脈寬,有效提升雷達的最大探測距離,實現低旁瓣水平并避免假目標的產生,提高了目標檢測的準確性同時,實現了較大的最大不模糊探測距離。

技術研發人員:王福來,彭潤龍,李楠君,祝迪,王陶然,夏樂,郭浩霆,龐晨,李永禎,王雪松
受保護的技術使用者:中國人民解放軍國防科技大學
技術研發日:
技術公布日:2025/6/12
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