哈爾濱工業大學于雷獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉哈爾濱工業大學申請的專利非連續譜脈間頻率跳變信號設計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119026019B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411113623.X,技術領域涉及:G06F18/2415;該發明授權非連續譜脈間頻率跳變信號設計方法是由于雷;張靖;位寅生設計研發完成,并于2024-08-14向國家知識產權局提交的專利申請。
本非連續譜脈間頻率跳變信號設計方法在說明書摘要公布了:一種非連續譜脈間頻率跳變信號設計方法,屬于雷達波形設計領域。本發明針對現有非連續譜波形設計中存在的效率低,優化過程計算復雜度高的問題。包括根據脈間頻率跳變信號的信號時域表達式和回波處理過程,得到信號中心自相關函數,并得到離散化中心自相關表達式;以離散中心自相關的加權積分旁瓣作為目標函數,考慮信號抗同頻干擾性能為約束條件建立信號設計優化問題;再在使信號自相關函數中頻率偏移f處幅度pf為最優幅度函數的設定下,計算得到優化頻率偏移f的初始值,并將信號設計優化問題轉換為目標函數可導,約束為凸集的頻率優化問題;求解頻率優化問題,得到最終優化結果。本發明方法實現了脈間頻率跳變信號的設計。
本發明授權非連續譜脈間頻率跳變信號設計方法在權利要求書中公布了:1.一種非連續譜脈間頻率跳變信號設計方法,其特征在于,包括: 根據脈間頻率跳變信號的信號時域表達式和回波處理過程,得到脈沖信號的一維距離像;由所述一維距離像得到脈沖信號的信號中心自相關函數,對信號中心自相關函數進行離散化,得到離散化中心自相關表達式; 以離散中心自相關的加權積分旁瓣作為目標函數,并考慮信號抗同頻干擾性能為約束條件,建立信號設計優化問題; 再以所述脈沖信號的頻率偏移連續分布,各脈沖幅度能夠調制為基礎,建立以各脈沖幅度為變量的信號自相關函數表達式;在使信號自相關函數中頻率偏移f處幅度pf為最優幅度函數的設定下,計算得到優化頻率偏移f的初始值,并基于所述初始值將所述信號設計優化問題轉換為目標函數可導,約束為凸集的頻率優化問題; 采用非均勻采樣傅里葉變換加速梯度下降方法求解頻率優化問題,得到最終優化結果,實現脈間頻率跳變信號的設計; 所述脈間頻率跳變信號的信號時域表達式為: (1), 式中為時域形式的脈沖信號,為時間,N為脈沖個數,為第n個脈沖信號幅度,為第n個脈沖信號頻率偏移,為脈沖信號載頻,為脈沖信號周期,為第n個脈沖信號初始相位,為脈沖信號脈內調制復包絡; ,使脈沖信號滿足恒模約束; 所述回波處理過程包括: 脈沖信號經目標反射后,得到的接收信號為: (2), 式中為目標反射系數,為目標雙程時延,為回波噪聲; 假設目標反射系數不隨頻率變化:; 對接收信號進行相同距離位置采樣,得到脈沖信號的離散形式: (3), 式中為脈沖信號的第N個離散信號,為每個脈沖采樣點對應時延,為時延,為脈沖信號的距離模糊函數,為匹配濾波后回波噪聲; 根據公式(3),得到脈沖信號的一維距離像: (4); 得到離散化中心自相關表達式的方法為: 令,對公式(4)進行歸一化處理,并令,得到脈沖信號的信號中心自相關函數: (5); 對公式(5)進行離散化,得到離散化中心自相關的表達式: (6), 式中為第k個采樣點時延,,;為時延采樣點數;為時延采樣間隔; 建立目標函數為: (7), 式中表示加權積分旁瓣,為主瓣寬度,=1B,為頻率編碼的工作頻帶寬度,為的權重; 若,目標函數為: (8), 當時,公式(8)為積分旁瓣; 時,具有指定上包絡形狀; 考慮信號抗同頻干擾性能,得到約束條件如下: (9), 式中M為頻帶中可用通帶個數,為第b個可用通帶的上邊界,為第b個可用通帶的下邊界; 結合公式(8)和公式(9),建立信號設計優化問題; (10), 其中; 假設脈沖信號在內頻率偏移連續分布,各脈沖幅度能夠調制,則以各脈沖幅度為變量的信號自相關函數的表達式為: (11); 對幅度進行離散化得到幅度離散矢量: (12), 式中為第L個離散化幅度,L為離散化總數;表示離散采樣間隔; 通過以下凸優化問題計算得到幅度的唯一解,作為最優幅度函數: (13), 式中為不可用頻點集合; 得到頻率優化問題的方法為: 計算最優幅度函數pf的累積分布函數: (14), 將累積分布函數劃分為N等份,得到N+1個邊界點,則第q個邊界點頻率滿足: (15); 計算頻率偏移的初始值: (16); 對公式(16)中不滿足公式(9)的初始值進行修正,強制歸為距離最近的可用通帶邊緣頻點,得到最終初始值;將所有最終初始值排列為初始值矢量: (17); 將最終初始值所屬第j個通帶的通帶范圍,作為最終初始值的優化可行空間: (18); 經過上述處理,得到目標函數可導,約束為凸集的頻率優化問題: (19)。
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