專(zhuān)利名稱(chēng)：一種風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法，特別涉及一種風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電 干擾抑制方法，屬于信號(hào)處理和檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)是對(duì)大氣風(fēng)向風(fēng)速隨高度分布連續(xù)觀測(cè)的一種全天候型的Doppler遙感設(shè)備，其通過(guò)檢測(cè)大氣湍流反射的微弱信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)風(fēng)的目的。該 技術(shù)的研究始于美國(guó)20世紀(jì)八十年代初，由于其具有較高的測(cè)風(fēng)實(shí)時(shí)性和精度， 是中小尺度大氣探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來(lái)，風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)越來(lái)越受到各國(guó)氣 象、環(huán)保、軍事等相關(guān)部門(mén)的重視，在我國(guó)載人航天、"十一五"災(zāi)害天氣國(guó)家監(jiān)測(cè)網(wǎng)及國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域也即將開(kāi)展相關(guān)的應(yīng)用及技術(shù)研究。風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的工 作頻段受所需高度覆蓋范圍和分辨率的影響，按照國(guó)際電信聯(lián)盟劃分確定在3 個(gè)頻段50腿z、 400MHz和lOOOMHz附近。由于與廣播通信等設(shè)備的工作頻段比 較接近，加之風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)回波信號(hào)功率較弱(甚至小于-140dBm)，所以容易受 到無(wú)線(xiàn)電波的干擾。目前風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)主要采用經(jīng)典的信號(hào)處理技術(shù)，例如脈沖 壓縮編碼、去直流、譜積累、譜對(duì)消等，雖然對(duì)有源干擾有一定抑制作用，但 信干比改善不大，效果不明顯。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法，該方法 能有效解決風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)實(shí)際應(yīng)用的非相參無(wú)線(xiàn)電干擾技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為 因?yàn)?，風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)在探測(cè)時(shí)通常在一個(gè)探測(cè)周期內(nèi)要發(fā)送的脈沖數(shù)目高達(dá)數(shù)十萬(wàn)個(gè)，基于此工作特點(diǎn)本發(fā)明提出全相參脈間脈內(nèi)聯(lián)合偽隨機(jī)編碼抑制非相參無(wú)線(xiàn)電波干擾的方法。具體步驟為步驟一在風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)發(fā)射端，同步產(chǎn)生脈間、脈內(nèi)兩種偽隨機(jī)碼序列；其中脈間偽隨機(jī)序列采用M序列，序列長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際工作參數(shù)選擇，假設(shè)其碼長(zhǎng)為丄，脈內(nèi)編碼序列采用巴克碼，假設(shè)其碼長(zhǎng)為尸，設(shè)脈間偽隨機(jī)編碼的碼本為R:<formula>formula see original document page 5</formula>1)式中《為M序列偽隨機(jī)碼碼元，/ = 1》..丄，r表示矩陣轉(zhuǎn)置； 脈內(nèi)編碼碼本為巴克碼，其位數(shù)為P，<formula>formula see original document page 5</formula>(2)式中碼元為M(/)， "I，2…P， T表示矩陣轉(zhuǎn)置；步驟二在風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)發(fā)射端，上述公式(1)和公式(2)碼本序列經(jīng)脈 間脈內(nèi)聯(lián)合編碼序列為<formula>formula see original document page 5</formula>(3)式中i 5,為編碼后第/個(gè)脈沖內(nèi)的碼本信號(hào)，/ = 1，2…Z ，(4)<formula>formula see original document page 5</formula>(2)式中mod()為求余運(yùn)算，xw為異或運(yùn)算符；步驟三將公式(3)產(chǎn)生的碼本序列傳送至風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)調(diào)制器并 發(fā)射，同時(shí)將公式(1)和公式(2)產(chǎn)生的碼本序列保存在接收信號(hào)處理機(jī)中；步驟四在風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)接收端對(duì)步驟3中的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收； 設(shè)時(shí)域積累為J次，F(xiàn)FT點(diǎn)數(shù)為W，距離門(mén)數(shù)為G，則信號(hào)處理機(jī)需處理的 信號(hào)樣本空間/為、 y4，'2./(5)^V2 … 4"」脂式中4,分別代表第"J'次采樣信號(hào) (D， (2)，… (G + P-l)構(gòu)成的樣本空 間，其中z-i，2…iv， > = 1，2.../分別與信號(hào)處理中的FFT點(diǎn)數(shù)和相干積累次數(shù)有關(guān)，4=[。y(l) (2)… (G) (G + l)…a',(G +尸—l)丫 (6)步驟五在接收端信號(hào)處理機(jī)內(nèi)，將采樣樣本公式(5)進(jìn)行脈間、脈內(nèi)兩 次解碼處理，即可獲得抑制非相參無(wú)線(xiàn)電干擾方法處理后的結(jié)果；第一次解碼為公式(5)信號(hào)與公式(1)產(chǎn)生的脈間偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行解碼處理得4，兀5"" 乂,,7+J'(7)第二次解碼為公式(7)的計(jì)算結(jié)果與公式(2)產(chǎn)生的脈內(nèi)碼本序列進(jìn)行解碼處理得朋/:1:'=1m(p).^X(g + pKw;(p).IX(g十p-l)i^(8)至此，該風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法處理完畢。5II有益效果經(jīng)此方法處理的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)與發(fā)射調(diào)制脈沖完全同步的脈 間偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行第一次解碼運(yùn)算，將相參的測(cè)風(fēng)信號(hào)恢復(fù)并將不相參的無(wú) 限電干擾白噪聲化，從而達(dá)到降低無(wú)線(xiàn)電千擾信號(hào)功率譜的效果，再根據(jù)脈內(nèi) 偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行第二次解碼運(yùn)算達(dá)到提高風(fēng)信號(hào)的功率的效果，其干擾抑 制效果約(101og"必，風(fēng)信號(hào)功率提高約(201ogP)必。


圖1是本發(fā)明的一種風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法處理流程圖2是本發(fā)明的一種風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法實(shí)現(xiàn)原理框圖。
具體實(shí)施方式
圖1是全相參脈間脈內(nèi)聯(lián)合偽隨機(jī)編碼抑制非相參無(wú)線(xiàn)電干擾方法處理流程，圖2是全相參脈間脈內(nèi)聯(lián)合偽隨機(jī)編碼二相調(diào)制抑制非相參無(wú)線(xiàn)電干擾實(shí)現(xiàn)原理框圖。風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)監(jiān)控組合內(nèi)的偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器(采用線(xiàn)性邏輯移位寄存器產(chǎn)生)輸出偽隨機(jī)碼序列，然后送給射頻調(diào)制器、發(fā)射機(jī)和信號(hào)處理機(jī)。接收信號(hào)與發(fā)射調(diào)制脈沖完全同步的脈間偽隨機(jī)碼進(jìn)行第一次解碼處理，其輸 出結(jié)果與脈內(nèi)偽隨機(jī)碼本進(jìn)行第二次解碼處理，經(jīng)以上兩次解碼運(yùn)算后即可獲得非相參無(wú)線(xiàn)電波干擾抑制的處理結(jié)果，該結(jié)果可以作為風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)后續(xù)信號(hào) 處理的輸入信號(hào)。舉例說(shuō)明，設(shè)大氣信號(hào)頻率為10Hz，無(wú)線(xiàn)電干擾為30Hz，兩者功率相同， 脈間偽隨機(jī)碼選碼長(zhǎng)為255的8級(jí)結(jié)構(gòu)M序列，級(jí)間反饋連接為8、 6、 5、 4， 脈內(nèi)編碼選擇5位巴克碼，則經(jīng)過(guò)全相參脈間脈內(nèi)聯(lián)合偽隨機(jī)編碼解碼處理后 的無(wú)限電干擾抑制約20必，風(fēng)信號(hào)功率提高約13dB。
權(quán)利要求
1、一種風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法，其特征在于該方法具體步驟為步驟一在風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)發(fā)射端，同步產(chǎn)生脈間、脈內(nèi)兩種偽隨機(jī)碼序列；其中脈間偽隨機(jī)序列采用M序列，序列長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際工作參數(shù)選擇，假設(shè)其碼長(zhǎng)為L(zhǎng)，脈內(nèi)編碼序列采用巴克碼，假設(shè)其碼長(zhǎng)為P，設(shè)脈間偽隨機(jī)編碼的碼本為R R＝[R1 R2 … Ri … RL]T (1)式中Ri為M序列偽隨機(jī)碼碼元，i＝1，2…L，T表示矩陣轉(zhuǎn)置；脈內(nèi)編碼碼本為巴克碼，其位數(shù)為P， BK＝[bk(1) bk(2) … bk(i) … bk(P)]T(2)式中碼元為bk(i)，i＝1，2…P，T表示矩陣轉(zhuǎn)置；步驟二在風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)發(fā)射端，上述公式(1)和公式(2)碼本序列經(jīng)脈間脈內(nèi)聯(lián)合編碼序列為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)非相參無(wú)線(xiàn)電干擾抑制方法，屬于信號(hào)處理和檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域；它具體為，在發(fā)射端產(chǎn)生脈間、脈內(nèi)兩種偽隨機(jī)序列；進(jìn)行編碼處理；然后調(diào)制發(fā)射，并將脈間脈內(nèi)兩種偽隨機(jī)序列保存之接收信號(hào)處理機(jī)；最后在接收端進(jìn)行接收，并將接收信號(hào)進(jìn)行兩次解碼處理；至此完成本方法處理過(guò)程。經(jīng)此方法處理的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)接收信號(hào)，經(jīng)過(guò)與發(fā)射調(diào)制脈沖完全同步的脈間偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行第一次解碼運(yùn)算，將相參的測(cè)風(fēng)信號(hào)恢復(fù)并將不相參的無(wú)限電干擾白噪聲化，從而達(dá)到降低無(wú)線(xiàn)電干擾信號(hào)功率譜的效果，再根據(jù)脈內(nèi)偽隨機(jī)碼本序列進(jìn)行第二次解碼運(yùn)算達(dá)到提高風(fēng)信號(hào)的功率的效果，其干擾抑制效果約(10log L)dB，風(fēng)信號(hào)功率提高約(20log P)dB。
文檔編號(hào)G01S7/36GK101251596SQ20081010250
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者卜祥元, 安建平, 勇 王, 王愛(ài)華 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)