一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方

【】本发明涉及一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，属于雷达信号处理与成像领域，具体涉及雷达回波调制与图像特征控制方法，特别是利用幅度编码和频移对雷达回波进行时域和频域调制实现雷达目标二维图像的精确调控方法。背景技术0、背景技术：1、对雷达脉冲进行幅度编码调制并转发，能够改变雷达二维图像的距离和方位向位置，使得雷达获得的二维图像出现偏差，从而达到目标图像特征控制的目的。然而，传统均匀幅度调控方法只能实现等间隔二维图像变化，难以对原有目标图像进行覆盖。文献[1]张静克，代大海，邢世其，等.sar脉内分段排序和脉间间歇采样复合转发干扰[j].电波科学学报.2015,30(2):224-231.文献[2]xiaoyi pan,jiaqi liu,jiyuan chen,et al.sub-nyquist sampling jamming against chirp-isar with cs-d range compression[j].ieee sensors journal,vol.18,no.3,pp.1140-1148,2018.(潘小义，刘佳琪，陈吉源，等.对距离向去斜的压缩感知逆合成孔径雷达欠奈奎斯特采样干扰方法[j].ieee传感器学报,2018,18(3):1140-1148.)分别通过幅度均匀调控实现了目标二维图像在距离向上的变化，但上述方法仅实现了点状或目标图像等间隔分布，难以对真实目标图像形成覆盖或搬移。2、利用幅度编码调制的多样性，结合回波调控的频移处理，能够实现雷达目标二维图像的精确搬移和原始目标图像的覆盖，完成目标图像的精确控制。本方法通过对幅度编码调制周期进行随机设计，叠加回波频移处理，实现转发后的回波图像能够覆盖真实目标图像，并在一定方位向和距离向上形成新的目标图像，达到雷达目标二维图像的精确调控。技术实现思路0、技术实现要素：1、本发明要解决的技术问题是：当前通过幅度调制实现雷达目标图像调控的方法中，获得的图像主要表现为等间隔调控的特点，难以形成压制和位置偏移的图像特征。本发明方法对雷达脉冲进行幅度编码随机设计，结合频移调制，实现雷达脉冲转发后的回波图像在相应位置处出现压制效果，同时在固定位置处保留目标图像特征。2、本发明一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，采取的技术方案如下：3、第一步，幅度编码转发参数设计。4、对雷达脉冲进行幅度编码调制并转发后，能够实现目标二维图像的精确控制。幅度编码转发参数主要包括快时间和慢时间两个维度，在快时间维度，只对雷达脉冲宽度内进行编码调制，设定幅度编码调制周期在[t1,t2]范围内随机变化，其中t1＜tp，t2＜tp，tp为信号脉宽，固定调制占空比为d0，快时间编码调制信号用p(t)表示。在慢时间tm维度，对雷达多个脉冲用进行编码调制，调制周期可以设定为均匀或随机变化。5、第二步，频移调制参数设计。6、若慢时间tm时，雷达发射信号为s0(tm,t)，对该信号以fd进行频移，则转发后的信号可以表示为s1(tm,t)＝s0(tm,t)exp(j2πfdt)，要实现目标二维图像的调控，需要对多个脉冲进行频移调制。此外，为保证频移后的图像对原图像形成覆盖，需要根据第一步中的快时间幅度编码调制周期设定频移其中，mean(·)表示取均值，为第n个幅度编码调制信号的周期。7、第三步，幅度编码与移频调制回波生成。8、结合前两步的幅度编码调制和频移调制，首先进行快时间回波生成，得到s2(tm,t)＝as0(tm,t)exp(j2πfdt)p(t)，其中a为幅度系数。然后，进行慢时间调制，得到将上述信号进行延时，并与真实目标回波叠加，得到sr(tm,t)＝s3(tm,t-δtj)+σs0(tm,t-δtt)，其中δtj表示转发时延，δtt表示目标回波时延，σ表示目标散射系数。9、第四步，回波处理与二维图像生成。10、对第三步中得到的回波信号快时间进行去斜处理，慢时间进行傅里叶变换，即可得到幅度编码与频移调制后的雷达二维图像。11、本发明的有益效果主要包括：12、第一，设计了雷达回波转发时采用幅度编码调制的参数。分别对回波的慢时间和快时间进行控制，通过设计慢时间调制和快时间调制的参数，为叠加频移调制提供基础。13、第二，实现了对雷达回波转发的频移控制。根据快时间编码调制周期，得到回波转发的频移控制量，为转发回波的产生和二维图像的位置控制提供基础。14、第三，得到了幅度编码与频移调制的目标回波。将幅度编码调制和频移调制组合使用，实现了快-慢时间结合下的转发回波生成。15、第四，实现了目标二维图像特征精确控制。通过快时间去斜与慢时间傅里叶变换，实现了幅度编码与频移调制后的目标二维图像获取，所得图像中的目标位置及特性与幅度编码调制和频移调制相关。技术特征：1.一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于，包括步骤如下：2.根据权利要求1所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第一步中，对雷达脉冲信号的快时间进行幅度编码转发，采用随机方法进行，幅度编码信号表示为：3.根据权利要求1或2所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第一步中，当随机编码的持续时间和周期不变时，有和τn＝τ，且对于第n个脉冲有从而有：4.根据权利要求3所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第一步中，对慢时间进行编码转发时，控制信号表示为矩阵形式：5.根据权利要求1所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第二步中，考虑某个慢时间tm时，雷达发射信号为：6.根据权利要求5所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第二步中，为保证频移后的图像对原图像形成覆盖，频移fd需满足7.根据权利要求1所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第三步中，结合幅度编码和频移调制，得到快时间的调制信号为：8.根据权利要求7所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第三步中，若目标包含k个散射点，将上述信号进行延时，并与目标回波叠加，得到：9.根据权利要求1所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第四步中，对回波进行去斜处理，参考信号为：10.根据权利要求8所述的一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，其特征在于：在第四步中，对公式十，当对f进行离散采样时，写成矩阵的形式：技术总结本发明提出一种幅度编码与频移调制的雷达图像特征控制方法，步骤为：第一步，幅度编码转发参数设计；第二步，频移调制参数设计；第三步，幅度编码与移频调制回波生成；第四步，回波处理与二维图像生成。本发明设计了雷达回波转发时采用幅度编码调制的参数。分别对回波的慢时间和快时间进行控制，通过设计慢时间调制和快时间调制的参数，为叠加频移调制提供基础。实现了对雷达回波转发的频移控制。根据快时间编码调制周期，得到回波转发的频移控制量，为转发回波的产生和二维图像的位置控制提供基础。得到了幅度编码与频移调制的目标回波。将幅度编码调制和频移调制组合使用，实现了快‑慢时间结合下的转发回波生成。实现了目标二维图像特征精确控制。通过快时间去斜与慢时间傅里叶变换，实现了幅度编码与频移调制后的目标二维图像获取，所得图像中的目标位置及特性与幅度编码调制和频移调制相关。技术研发人员：刘晓斌,吴其华,田瑞琦,潘小义,赵锋,顾赵宇,肖顺平,谢艾伦,艾小锋,徐志明,刘振钰,乔振宇受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16