本發(fā)明涉及噪聲雷達(dá)波形設(shè)計(jì)以及雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域，特別涉及一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形及其去斜處理方法。

背景技術(shù)：

噪聲雷達(dá)作為一種新體制雷達(dá)，于上世紀(jì)50年代提出，相比于傳統(tǒng)采取固定波形的雷達(dá)體制，噪聲雷達(dá)發(fā)射隨機(jī)的噪聲信號(hào)，并且各個(gè)波形彼此不相干，具有良好的正交性。由于噪聲雷達(dá)發(fā)射噪聲波形的隨機(jī)性且波形不斷變化，具備良好的脈沖捷變的能力，因而具有十分優(yōu)良的低截獲和抗干擾特性，同時(shí)噪聲雷達(dá)信號(hào)具有“圖釘形”的模糊函數(shù),使得它具有無(wú)模糊測(cè)距、測(cè)速性能和良好的距離、速度分辨率,同時(shí)它還具有優(yōu)良的電磁兼容性。

然而普通的噪聲雷達(dá)一般采用熱噪聲作為噪聲源，即使兩個(gè)完全相同的熱噪聲源，也幾乎不可能產(chǎn)生兩個(gè)完全相同的噪聲信號(hào)。所以熱噪聲信號(hào)的產(chǎn)生不易控制，且所產(chǎn)生熱噪聲的性能也很難預(yù)期。近幾十年來(lái)，混沌理論不斷發(fā)展，混沌是在確定性系統(tǒng)中出現(xiàn)的非常復(fù)雜的偽隨機(jī)現(xiàn)象。根據(jù)混沌系統(tǒng)的“偽隨機(jī)性”和“確定性”，相比于傳統(tǒng)的噪聲信號(hào)產(chǎn)生方法，混沌噪聲信號(hào)不但具有隨機(jī)的波形、波形之間的正交性、“圖釘型”的模糊函數(shù)等傳統(tǒng)噪聲信號(hào)的優(yōu)勢(shì)，而且隨著直接數(shù)字頻率合成(directdigitalfrequencysynthesis,簡(jiǎn)稱dds)等技術(shù)的發(fā)展成熟，混沌噪聲信號(hào)更加容易產(chǎn)生和控制，并且價(jià)格低廉。此外，混沌噪聲波形由其產(chǎn)生迭代混沌映射和初始參數(shù)唯一確定，混沌噪聲信號(hào)對(duì)于己方雷達(dá)來(lái)說(shuō)可以通過(guò)初始參數(shù)和混沌映射唯一確定，而對(duì)于敵方雷達(dá)來(lái)說(shuō)卻是隨機(jī)噪聲信號(hào)，可以通過(guò)調(diào)整初始參數(shù)和混沌映射產(chǎn)生噪聲加密波形，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的電磁隱身，提高雷達(dá)的抗干擾和低截獲性能。

但是現(xiàn)有的噪聲信號(hào)、類噪聲信號(hào)等大多具有較高的papr(峰值平均功率比)，且?guī)扌阅懿患眩扇“l(fā)射端加濾波器來(lái)濾掉帶外噪聲，損失了大量能量，對(duì)于寬帶雷達(dá)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的隨機(jī)雷達(dá)信號(hào)都無(wú)法采用去斜方法處理，對(duì)a/d采樣率要求很高。文獻(xiàn)govonima,lih,kosinskija.lowprobabilityofinterceptionofanadvancednoiseradarwaveformwithlinear-fm,2013,49(2):1351-1356.中提出一個(gè)先進(jìn)脈沖壓縮波形，將lfm波形的二次相位項(xiàng)和隨機(jī)白噪聲相位線性疊加.所設(shè)計(jì)的波形具有隨機(jī)相位波形低截獲概率。但這種方法設(shè)計(jì)的噪聲波形papr(峰值平均功率比)比較高,帶限性能不佳,這將會(huì)導(dǎo)致使用功率放大器時(shí)的非線性失真,且對(duì)采樣率要求較高,不合適(超)寬帶噪聲雷達(dá)的應(yīng)用。文獻(xiàn)doerryaw,marquetteb.random-phaseradarwaveformswithshapedspectrum.spiedefense,security,andsensing.internationalsocietyforopticsandphotonics,2013:87141g-87141g-13.中提出一種隨機(jī)雷達(dá)信號(hào)設(shè)計(jì)特定頻譜的方法，所設(shè)計(jì)的波形具有良好的帶限性能,但在(超)寬帶雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用中,由于信號(hào)帶寬的增加會(huì)給接收機(jī)的檢波帶來(lái)巨大的壓力，此時(shí)需要更高速的a/d轉(zhuǎn)換器以及更高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸速率，這極大地限制了雷達(dá)的成像分辨率。文獻(xiàn)yangq,zhangy,gux.designofultralowsidelobechaoticradarsignalbymodulatinggroupdelaymethod.ieeetransactionsonaerospaceandelectronicsystems,2015,51(4):3023-3035.中提出一種設(shè)計(jì)超低旁瓣噪聲波形的方法，通過(guò)頻域調(diào)制設(shè)計(jì)恒定功率譜的方法來(lái)得到超低旁瓣,但papr(峰值平均功率比)較高,在實(shí)際雷達(dá)系統(tǒng)中失真較嚴(yán)重。寬帶噪聲雷達(dá)通過(guò)發(fā)射帶寬極寬的雷達(dá)信號(hào)來(lái)獲取距離向高分辨率，以往所設(shè)計(jì)的噪聲波形對(duì)接收機(jī)i/q檢波帶來(lái)巨大的壓力，需要高速a/d轉(zhuǎn)換器以及更高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)率，給寬帶噪聲雷達(dá)應(yīng)用帶來(lái)很大的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，為克服以往寬帶噪聲雷達(dá)信號(hào)存在著papr過(guò)高，發(fā)射機(jī)效率較低，因帶外噪聲過(guò)大而損失大量能量，且對(duì)a/d采樣率要求過(guò)高的技術(shù)問(wèn)題，從而提出一種幅度恒定帶限性能良好的線性調(diào)頻混沌噪聲波形及其去斜處理方法，實(shí)現(xiàn)了寬帶噪聲信號(hào)的去斜處理，降低了寬帶噪聲雷達(dá)對(duì)a/d采樣率的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明結(jié)合了噪聲信號(hào)與線性調(diào)頻信號(hào)兩者的優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)新性的提出一種新型線性調(diào)頻混沌噪聲波形，并在此基礎(chǔ)上提出了線性調(diào)頻混沌噪聲波形的去斜處理方法。

所述的線性調(diào)頻混沌噪聲波形采用以下步驟設(shè)計(jì)而成：

步驟1)利用混沌映射產(chǎn)生混沌序列，然后將產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行線性插值處理產(chǎn)生每個(gè)chip子脈沖調(diào)頻序列，將插值后的子脈沖調(diào)頻序列進(jìn)行合成作為混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻序列，所述的線性插值處理為兩個(gè)混沌序列值之間進(jìn)行線性插值；

步驟2)將步驟1)中混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻序列進(jìn)行雷達(dá)波形調(diào)頻設(shè)計(jì)，得到混沌噪聲波形；

步驟3)將混沌噪聲波形進(jìn)行線性頻率調(diào)制，以最終得到線性調(diào)頻混沌噪聲波形。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的混沌序列采用bernoulli映射生成，bernoulli映射公式表示為：

其中，將混沌噪聲信號(hào)分成n份，每一份為一個(gè)chip子脈沖，對(duì)混沌序列值xn,xn+1之間進(jìn)行線性插值，插值得到的結(jié)果作為第n個(gè)chip子脈沖的調(diào)頻序列。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2)中的混沌噪聲波形表示為：

其中，φ＝{{f1,1,f1,2,...,f1,k},{f2,1,f2,2,...,f2,k},…{fn,1,fn,2,...,fn,i}…{fn,1,fn,2,...,fn,k}}為混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻序列,b是調(diào)頻系數(shù)，t表示時(shí)間，u是積分變量，b·φ(t)為雷達(dá)信號(hào)瞬時(shí)頻率，n是chip子脈沖的個(gè)數(shù)，k為每個(gè)chip子脈沖的采樣點(diǎn)數(shù)fn,i是第n個(gè)chip子脈沖第i個(gè)采樣點(diǎn)瞬時(shí)頻率，i是每個(gè)chip子脈沖中采樣索引(1≤i≤k)，fn,i＝x(n,i)，x(n,i)是分布在[-0.5,0.5]上的偽隨機(jī)序列，由bernoulli混沌序列進(jìn)行插值后獲得偽隨機(jī)序列，a為雷達(dá)信號(hào)幅度。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)包括：

將線性調(diào)頻信號(hào)二次項(xiàng)與混沌噪聲波形相位項(xiàng)進(jìn)行線性疊加，通過(guò)調(diào)節(jié)混沌噪聲波形調(diào)頻系數(shù)，得到不同帶寬下擾動(dòng)的線性調(diào)頻混沌噪聲波形，所述的線性調(diào)頻混沌噪聲波形表示為：

其中，rect(·)為矩形函數(shù)，且k是線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)頻率，為混沌噪聲信號(hào)相位函數(shù)，b為混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻系數(shù)，tp為脈沖時(shí)寬。

線性調(diào)頻混沌噪聲信號(hào)的提出給超大寬帶的噪聲雷達(dá)提供了一種新的技術(shù)途徑，它結(jié)合了線性調(diào)頻信號(hào)和噪聲雷達(dá)兩者的優(yōu)點(diǎn)，即保留了噪聲信號(hào)低截獲抗干擾的優(yōu)點(diǎn)，又具備線性調(diào)頻信號(hào)大時(shí)寬大帶寬可去斜處理的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還提供了一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形的去斜處理方法，所述的去斜處理方法包括：

步驟101)將線性調(diào)頻混沌噪聲波形調(diào)制至射頻作為發(fā)射信號(hào)，將接收的回波信號(hào)與斜率相同的線性調(diào)頻信號(hào)混頻進(jìn)行去斜處理，對(duì)去斜處理后的回波信號(hào)進(jìn)行低速率a/d采樣；

步驟102)將低速率a/d采樣后的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換到頻域進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，將頻譜擴(kuò)展到奈奎斯特采樣頻率，具體實(shí)施是在頻域進(jìn)行補(bǔ)零處理，頻譜擴(kuò)展后再進(jìn)行傅里葉逆變換到時(shí)域形式；

步驟103)將時(shí)域形式的信號(hào)進(jìn)行線性頻率調(diào)制，將線性頻率調(diào)制后的信號(hào)與發(fā)射參考信號(hào)進(jìn)行匹配濾波。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟101)中的發(fā)射信號(hào)表示為：

其中，rect(·)為矩形函數(shù)，且

為混沌噪聲信號(hào)相位函數(shù)，b為調(diào)頻系數(shù)，tp為脈沖時(shí)寬，,k為線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)頻率，fc為發(fā)射信號(hào)載波頻率。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟101)中對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行全去斜處理的步驟包括：選取一個(gè)調(diào)頻斜率相同但時(shí)寬大于發(fā)射脈沖時(shí)寬的線性調(diào)頻參考信號(hào)，將該線性調(diào)頻參考信號(hào)與回波信號(hào)進(jìn)行去斜處理，然后取下邊帶濾波；所述的線性調(diào)頻參考信號(hào)表示為：

其中，rref為去斜參考距離，c表示光速，去斜后的信號(hào)表示為：

其中，sr(t)為雷達(dá)接收機(jī)接收到的回波信號(hào)，r0表示信號(hào)接收雷達(dá)到目標(biāo)的距離。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟103)包括：利用調(diào)頻斜率相同但時(shí)寬大于發(fā)射脈沖時(shí)寬的線性調(diào)頻信號(hào)，對(duì)經(jīng)傅里葉逆變換后的信號(hào)進(jìn)行線性頻率調(diào)制，得到的信號(hào)表示為：

以發(fā)射基帶信號(hào)s(t)作為參考信號(hào)，將線性頻率調(diào)制后的信號(hào)與該參考信號(hào)進(jìn)行匹配濾波即得到目標(biāo)一維距離像，表示為：

s0(t)＝ifft(fft(sm(t)))*conj{fft(s(t))}

其中，fft表示傅里葉變換，ifft表示傅里葉逆變換，conj表示求共軛。

本發(fā)明的一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形及其去斜處理方法優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明創(chuàng)新性的提出一種可去斜處理的混沌噪聲波形，能夠采用去斜處理的方式對(duì)噪聲雷達(dá)進(jìn)行處理，大大降低寬帶噪聲雷達(dá)a/d轉(zhuǎn)換器采樣率的要求，降低了數(shù)據(jù)采樣和存儲(chǔ)率，且所設(shè)計(jì)的波形具有良好的帶限性能，幅度恒定，減少了對(duì)其他設(shè)備的干擾，提高了發(fā)射機(jī)效率，同時(shí)結(jié)合了線性調(diào)頻信號(hào)和噪聲信號(hào)的兩種信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，具有圖釘型模糊函數(shù)無(wú)距離多普勒耦合，降低了噪聲信號(hào)掩蓋效應(yīng)。本發(fā)明產(chǎn)生的線性調(diào)頻混沌噪聲波形特別適合在寬帶噪聲雷達(dá)中使用，不僅能夠降低對(duì)a/d采樣率和設(shè)備存儲(chǔ)傳輸?shù)囊?，同時(shí)還具有良好的抗干擾和抗截獲能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形的設(shè)計(jì)方法流程圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形的去斜處理方法流程圖；

圖3為本發(fā)明中的混沌噪聲波形信號(hào)模型；

圖4為本發(fā)明中的混沌序列產(chǎn)生方法流程圖；

圖5為本發(fā)明中的混沌噪聲波形信號(hào)的時(shí)域波形；

圖6為本發(fā)明中的混沌噪聲波形信號(hào)的波形功率譜；

圖7為本發(fā)明中的混沌噪聲波形信號(hào)的匹配濾波結(jié)果；

圖8為本發(fā)明中的混沌噪聲波形信號(hào)的時(shí)頻圖；

圖9為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲波形模型；

圖10為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲信號(hào)的時(shí)域波形；

圖11為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲信號(hào)的時(shí)域波形局部圖；

圖12為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲波形的功率譜密度；

圖13為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲波形的匹配濾波；

圖14為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲波形的時(shí)頻圖；

圖15為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲模糊函數(shù)；

圖16為頻域補(bǔ)零示意圖；

圖17為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲去斜處理結(jié)果；

圖18為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲去斜處理結(jié)果局部圖；

圖19為本發(fā)明中的線性調(diào)頻混沌噪聲波形去斜處理流程。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形及其去斜處理方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

為降低噪聲雷達(dá)對(duì)a/d采樣率的要求，提高發(fā)射機(jī)功率放大器工作效率，減少對(duì)設(shè)備干擾，本發(fā)明提出一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形的設(shè)計(jì)方法及去斜處理方法。本發(fā)明中的帶限噪聲波形由混沌序列進(jìn)行線性插值后調(diào)頻得到，也可以通過(guò)其他方法得到帶限的噪聲波形，將帶限的噪聲波形相位同線性調(diào)頻波形二次相位項(xiàng)進(jìn)行線性疊加，就得到線性調(diào)頻混沌噪聲波形，接收以該線性調(diào)頻混沌噪聲波形作為發(fā)射信號(hào)的回波，進(jìn)行去斜處理后可大大降低雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)a/d采樣率的要求，將接收后的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域補(bǔ)零處理后再進(jìn)行線性調(diào)頻，然后與參考信號(hào)匹配濾波。本發(fā)明產(chǎn)生的混沌噪聲波形及線性調(diào)頻混沌噪聲波形特別適合于寬帶噪聲雷達(dá)系統(tǒng)中應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形，如圖1所示，該線性調(diào)頻混沌噪聲波形采用以下設(shè)計(jì)方法生成，具體包括以下步驟：

步驟1)利用混沌映射產(chǎn)生混沌序列，然后將產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行線性插值處理產(chǎn)生每個(gè)chip子脈沖調(diào)頻序列，將插值后的子脈沖調(diào)頻序列進(jìn)行合成作為混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻序列，所述的線性插值處理為兩個(gè)混沌序列值之間進(jìn)行線性插值；

步驟2)將步驟1)中混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻序列進(jìn)行雷達(dá)波形調(diào)頻設(shè)計(jì)，得到混沌噪聲波形；

步驟3)將混沌噪聲波形進(jìn)行線性頻率調(diào)制，得到線性調(diào)頻混沌噪聲波形。

基于上述線性調(diào)頻混沌噪聲波形，在本實(shí)施例中，首先介紹本發(fā)明中所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形，將一個(gè)脈沖等分成n個(gè)chip子脈沖，如圖3所示，利用bernolli混沌序列產(chǎn)生n+1個(gè)混沌序列值，對(duì)混沌序列值xn,xn+1之間進(jìn)行線性插值，插值得到的結(jié)果作為第n個(gè)chip子脈沖的調(diào)頻序列，如圖4所示，然后將得到的新的偽隨機(jī)序列進(jìn)行調(diào)頻，如公式(1)所示：

其中，φ＝{{f1,1,f1,2,...,f1,k},{f2,1,f2,2,...,f2,k},…{fn,1,fn,2,...,fn,i}…{fn,1,fn,2,...,fn,k}}為混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻序列,b是調(diào)頻系數(shù)，t表示時(shí)間，u是積分變量，b·φ(t)為雷達(dá)信號(hào)瞬時(shí)頻率，n是chip子脈沖的個(gè)數(shù)，k為每個(gè)chip子脈沖的采樣點(diǎn)數(shù)fn,i是第n個(gè)chip子脈沖第i個(gè)采樣點(diǎn)瞬時(shí)頻率，i是每個(gè)chip子脈沖中采樣索引(1≤i≤k)，fn,i＝x(n,i)，x(n,i)是分布在[-0.5,0.5]上的偽隨機(jī)序列，由bernoulli混沌序列進(jìn)行插值后獲得偽隨機(jī)序列，a為雷達(dá)信號(hào)幅度。

在本實(shí)施例中，所用混沌映射為bernoulli映射，也可用其他混沌映射(如tent映射、chebyshev映射等)。

bernoulli映射公式表示為：

本文中bernoulli映射參數(shù)選為1.99。

下面介紹所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形性能仿真結(jié)果：

雷達(dá)信號(hào)的匹配濾波輸出描述了信號(hào)的距離向分辨率特性，它的時(shí)域表達(dá)形式為:

其中，τ是對(duì)應(yīng)的延遲，sr(t)為回波信號(hào)，s^*(t-τ)為發(fā)射信號(hào)時(shí)延的復(fù)共軛，但是在數(shù)字信號(hào)處理中，由于fft算法的快速性，匹配濾波一般在頻域進(jìn)處理：

y(t)＝f^-1{f[sr(t)]·conj{f[s(t-τ)]}}(4)

其中，f為傅里葉變換，f^-1為逆傅里葉變換，conj為求共軛。

時(shí)頻分析即時(shí)頻聯(lián)合域分析(jointtime-frequencyanalysis)的簡(jiǎn)稱，作為分析時(shí)變非平穩(wěn)信號(hào)的有力工具，時(shí)頻分析方法提供了時(shí)間域與頻率域的聯(lián)合分布信息，清楚地描述了信號(hào)頻率隨時(shí)間變化的關(guān)系。這里采用短時(shí)傅里葉變換(stft，short-timefouriertransform))分析所設(shè)計(jì)混沌噪聲波形的時(shí)頻特性。

圖5為所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形的時(shí)域波形，從時(shí)域波形圖中可以看出，該信號(hào)表現(xiàn)出良好的隨機(jī)性；圖6為所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形的功率譜，從功率譜圖中可以看出，所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形信號(hào)具有良好的帶限性能，絕大部分能量都集中在帶內(nèi)；圖7為所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形的匹配濾波結(jié)果，從匹配濾波結(jié)果可以看出，該混沌噪聲波形具有良好的距離分辨率，同時(shí)具有類噪聲信號(hào)的噪底；圖8為所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形信號(hào)的時(shí)頻圖，可以看出信號(hào)能量都集中在帶內(nèi)。系統(tǒng)仿真參數(shù)為：信號(hào)時(shí)寬為20us,采樣率為250mhz,采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)為5000，b＝0.4,對(duì)應(yīng)的所設(shè)計(jì)混沌噪聲信號(hào)帶寬為100mhz，bernoulli映射參數(shù)為1.99，初始值為[-0.5,0.5]上任意的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，產(chǎn)生5000個(gè)混沌序列點(diǎn)，為保持序列良好的隨機(jī)性，舍去前2000個(gè)，取k＝30，對(duì)應(yīng)每個(gè)chip時(shí)寬為120ns。

對(duì)于步驟3)中線性調(diào)頻混沌噪聲波形的設(shè)計(jì)，如圖9所示，該設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容包括：將lfm二次項(xiàng)與所設(shè)計(jì)的混沌噪聲波形相位項(xiàng)進(jìn)行線性疊加，通過(guò)調(diào)節(jié)混沌噪聲波形調(diào)頻系數(shù)，可以得到不同帶寬下擾動(dòng)的線性調(diào)頻混沌噪聲波形，所述的線性調(diào)頻混沌噪聲波形如公式(5)所示：

其中，rect(·)為矩形函數(shù)，且k是線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)頻率，為混沌噪聲信號(hào)相位函數(shù)，b為混沌噪聲信號(hào)調(diào)頻系數(shù)，tp為脈沖時(shí)寬。

圖10-圖15給出了線性調(diào)頻混沌噪聲波形性能仿真結(jié)果，從時(shí)域波形圖圖10-11可以看出，線性調(diào)頻混沌噪聲波形具有良好的隨機(jī)性，且從圖13可以看出匹配濾波輸出具有線性調(diào)頻信號(hào)和噪聲信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，旁瓣較低，無(wú)需進(jìn)行像線性調(diào)頻信號(hào)樣加窗處理，且相比噪聲信號(hào)，線性調(diào)頻混沌噪聲波形噪底有所降低，從功率譜圖12和時(shí)頻圖14中可以看出線性調(diào)頻混噪聲波形具有良好的帶限性能，絕大部分信號(hào)能量集中在帶內(nèi)。從圖15模糊函數(shù)可以看出線性調(diào)頻混沌噪聲信號(hào)具有類似圖釘型模糊函數(shù)，距離多普勒之間沒(méi)有耦合。系統(tǒng)仿真參數(shù)：波形帶寬為500mhz,混沌噪聲波形帶寬50mhz,信號(hào)時(shí)寬20us，每個(gè)chip時(shí)寬50ns。

基于上述線性調(diào)頻混沌噪聲波形，本發(fā)明還同時(shí)提供了一種線性調(diào)頻混沌噪聲波形的去斜處理方法，如圖2所示，該去斜處理方法具體包括以下步驟：

步驟101)：將線性調(diào)頻混沌噪聲波形作為發(fā)射信號(hào)，將接收到的回波信號(hào)波形進(jìn)行去斜處理后，利用低速率a/d轉(zhuǎn)換器對(duì)去斜后的波形進(jìn)行采樣；

步驟102)將采樣后的波形進(jìn)行傅里葉變換到頻域形式，在進(jìn)行頻域補(bǔ)零處理后再進(jìn)行逆傅里葉變換到時(shí)域形式；

步驟103)將時(shí)域形式的信號(hào)進(jìn)行線性調(diào)頻，將線性調(diào)頻后的信號(hào)與發(fā)射參考信號(hào)進(jìn)行匹配濾波。

所述的發(fā)射信號(hào)表示為：

其中，rect(·)為矩形函數(shù)，且為混沌噪聲信號(hào)相位函數(shù)，b為調(diào)頻系數(shù)，tp為脈沖時(shí)寬，k為線性調(diào)頻混沌噪聲波形調(diào)頻率，fc為發(fā)射信號(hào)載波頻率,。

距離r0處的回波信號(hào)表示為：

參考圖19中示出的去斜處理，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行全去斜處理的具體內(nèi)容為:即利用一個(gè)與發(fā)射信號(hào)調(diào)頻斜率相同但時(shí)寬大于發(fā)射脈沖時(shí)寬的參考信號(hào)與回波信號(hào)進(jìn)行混頻，然后取下邊帶濾波。

參考信號(hào)可寫為：

其中，rref為去斜參考距離，c表示光速，去斜后的信號(hào)表示為：

其中，sr(t)為雷達(dá)接收機(jī)接收到的回波信號(hào)，r0表示信號(hào)接收雷達(dá)到目標(biāo)的距離。

對(duì)混頻后的信號(hào)進(jìn)行采樣后，再進(jìn)行傅里葉變換到頻域進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，頻譜擴(kuò)展到奈奎斯特采樣頻率,在頻域?qū)π盘?hào)進(jìn)行補(bǔ)零，再進(jìn)行傅里葉逆變換到時(shí)域,如圖16、圖19所示。

如圖19中示出的線形調(diào)制，利用調(diào)頻斜率相同但時(shí)寬大于發(fā)射脈沖時(shí)寬的線性調(diào)頻信號(hào)，對(duì)經(jīng)傅里葉逆變換后的信號(hào)進(jìn)行線性頻率調(diào)制：

線性頻率調(diào)制后得到的信號(hào)表示為：

如圖19中示出的匹配濾波，以發(fā)射基帶信號(hào)作為參考信號(hào)，將線性頻率調(diào)制后的信號(hào)與該參考信號(hào)進(jìn)行匹配濾波即可得到目標(biāo)一維距離像：

s0＝ifft(fft(sm))*conj{fft(s)}(11)

其中，fft表示傅里葉變換，ifft表示傅里葉逆變換，conj表示求共軛。

圖17-圖18給出了線性調(diào)頻混沌噪聲波形去斜處理結(jié)果，目標(biāo)參數(shù)：距離為1980m、1999m、2000m、2020m的四個(gè)目標(biāo)，rcs分別為1m²、1m²、1m²、2m²，去斜參考距離2000m，a/d采樣率為100mhz，從圖17、圖18可以看出去斜處理可以很好的將四個(gè)目標(biāo)分辨出來(lái)，且目標(biāo)2與目標(biāo)3相差1m能夠很好的分辨出來(lái)，具有良好的分辨率，且大大的降低了a/d采樣率。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。