1.一种面向能量积累的多子脉冲结构宽带波形的生成与处理方法,具体步骤如下:S1、利用随机相位编码信号作为窄带子脉冲波形构建得到基于多子脉冲结构的宽带波形;S2、基于步骤S1,利用多支路脉冲压缩方法实现多子脉冲结构的宽带回波中子脉冲的分离;S3、基于步骤S2,利用距离门对齐操作,实现各子脉冲波形在距离维的峰值对齐,利用频谱搬移操作实现补偿各支路处理结果之间的调频项的差异;S4、基于步骤S3,将回波信号离散为快慢时间维矩阵,设计脉间相参积累滤波器矩阵,实现各子脉冲波形的脉间相参积累以及各脉间相参积累结果在多普勒维度的峰值对齐;S5、基于步骤S4,利用最大化对比度方法实现各子脉冲处理结果之间的相位补偿和相参积累。
2.根据权利要求1所述的一种面向能量积累的多子脉冲结构宽带波形的生成与处理方法,其特征在于,所述步骤S1具体如下:S11、基于多子脉冲结构的宽带波形建模;设置由 个窄带子脉冲组成基于多子脉冲结构的宽带波形模型,表达式如下: ;其中, 和 分别表示子脉冲波形的脉冲宽度和带宽, 表示时间, 表示第 个子脉冲波形,设置其为随机相位编码信号,表达式如下: ;其中, 表示矩形信号, 表示第 个子脉冲波形的码字数, 表示每个码字的长度, 表示第 个子脉冲波形的第 个相位码字,则可得 ;设定一个相参处理周期一共发射 个脉冲,则雷达系统发射的基于多窄带结构的宽带LPI波形基带信号表达式如下: ;其中, 表示脉冲重复周期, 表示载波频率;S12、宽带雷达目标响应建模;理想情况下,宽带雷达目标响应由若干散射点的响应组成,且每一个散射点均视为窄带雷达体制中的点目标,则在指定雷达视线方向时,宽带雷达目标响应 表达式如下: ;其中, 表示冲击函数, 表示目标总的散射点数, 和 分别表示第 个散射点的复散射幅度和相对于雷达的双程时延;设定一个以速度 向雷达匀速飞行的刚体目标,目标第 个散射点所在位置与雷达的相对距离为 ,则可知目标第 个散射点反射的双程传播时延为 ,且 表示光速;S13、基于多子脉冲结构的宽带回波建模;设定存在一个以速度 向雷达匀速飞行的刚体目标,目标第 个散射点所在位置与雷达的相对距离为 ,则回波信号表达式如下: ;其中, 表示高斯加性白噪声, ;S14、回波下变频;下变频后,基于多子脉冲结构的宽带基带回波波形表达式如下: ;其中, , 表示第 个子脉冲波形探测目标的多普勒频移, 表示下变频后的噪声;当目标速度较小,即 时,回波波形简化表达式如下: 。
3.根据权利要求2所述的一种面向能量积累的多子脉冲结构宽带波形的生成与处理方法,其特征在于,所述步骤S2具体如下:设置匹配滤波器组表示为 ,具体表达式如下: ;其中, 表示 的共轭形式;则第 路脉冲压缩结果表达式如下: ;其中, 表示第 个匹配滤波器 输出的噪声, , 表示积分的时间变量, 表示匹配滤波器 滤除脉内第 个子脉冲后其他子脉冲输出之和,且子脉冲之间的频谱正交性, 与其余子脉冲的互相关水平很低,将其忽略,则 具体表达式如下: 。
4.根据权利要求3所述的一种面向能量积累的多子脉冲结构宽带波形的生成与处理方法,其特征在于,所述步骤S3具体如下:S31、距离门对齐;将第 个支路的脉冲压缩结果向左时移 ,得到第 个支路的输出结果 ,表达式如下: ;其中, ;S32、频谱搬移;对第 个支路的输出结果 补偿调频项 ,得到频谱搬移处理后第 个支路的输出结果 ,表达式如下: ;其中, 。
5.根据权利要求4所述的一种面向能量积累的多子脉冲结构宽带波形的生成与处理方法,其特征在于,所述步骤S4具体如下:将回波信号离散为快慢时间维矩阵,则快慢时间维度的 表达式如下: ;其中, 表示快时间;设置采样时间间隔为 ,在快时间 维度进行采样,表达式如下: ;令 ,则快慢时间维矩阵表示为 ;其中, 表示转置操作符, 表示复数域;令 ,对不模糊速度频率范围 均匀采 点,且 ,令 ,则得到 ;其中, ;基于速度单元 设计得到滤波器 ,表达式如下: ;则构建第 个快慢时间维矩阵 的脉间相参积累滤波器矩阵,表达式如下: ;则第 个支路处理回波通过脉间相参积累得到的RD平面 ,表达式如下: 。
6.根据权利要求5所述的一种面向能量积累的多子脉冲结构宽带波形的生成与处理方法,其特征在于,所述步骤S5具体如下:利用最大化对比度方法补偿各个子脉冲的RD平面之间的相位差,设定各个支路输出结果 需要补偿的相位矢量为 ,则各子脉冲的相位补偿问题进行转化并求解问题,表达式如下: ;其中, 表示第 个支路补偿的相位项, , 表示共轭操作;然后利用坐标下降算法的思想,将高维优化问题转换为一系列易于求解的子问题,并利用Newton-Horner算法等梯度下降方法求解,直到算法收敛,获得最优的补偿相位值;则面向能量积累的多子脉冲结构宽带波形处理方法的输出结果为 ,表达式如下: 。