第37卷 第01期数字技术与应用第 37 卷 数字技术与应用 www.szjsyyy.com2019年 1月Digital Technology &ApplicationVol.37 No.1January 2019应用研究DOI:10.19695/j.cnki.cn12-1369.2019.01.47一种改进的相位编码信号多普勒补偿方法张军杰 张涛 陈新峰(中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南郑州 450047)摘要:针对相位编码信号多普勒频率敏感以及越距离单元走动问题,本文提出一种改进的多普勒频率补偿方法,该方法通过预设模糊重数,对回波信号进行多普勒补偿及Keystone变换处理,实现目标回波信号的有效相参积累及速度解模糊。采用回波仿真数据进行实验,实验结果验证了本方法的有效性。关键词:相位编码信号；多普勒频率；Keystone变换；相参积累中图分类号:TN957.51文献标识码:A文章编号:1007-9416(2019)01-0086-030 引言二相编码信号是一种相位编码信号,在雷达领域中是一种常见的脉冲压缩信号,二相编码信号的模糊函数呈现图钉型,其优点在于不存在距离-多普勒耦合问题,但二相编码信号属于多普勒频率敏感信号,其缺点在于如果目标速度较大,则脉压后脉压结果的主瓣旁瓣之比将会下降,此外脉压结果的副瓣也会发生一定的变化[1-2],使得二相编码信号的实际工程应用效果有所下降。文献[3]采用MTD方法对不同速度的目标回波信号进行分离,然后针对多普勒速度通道,采用相应的多普勒频率进行回波信号补偿,如果目标速度造成多普勒模糊,需要知道模糊数才能正确补偿。此外,对于高速运动目标,长时间相干积累时存在距离走动问题,需进行距离走动校正处理[4-7]。本文提出一种改进的二相编码信号多普勒补偿方法,该方法预设模糊重数,针对每一模糊重数,进行二相编码信号多普勒补偿,校正多普勒失配问题,然后进行脉压处理,通过Keystone变换校正距离走动,最后通过比较各通道相干积累输出,实现目标检测与速度解模糊。距离分辨单元的一半,则距离走动的影响可以忽略不计[8],因此速度容限v2:cTsv24NaTr (3)其中Tr为脉冲重复周期。若目标运动速度引起的距离变化大于距离分辨单元的一半,则需要进行距离走动校正,否则目标不能得到有效相干积累[8]。目标的距离走动校正可由Keystone变换[6]完成,Key-stone变换公式如下:fcfY(f,m)So(f,m)So(f,n)sinc(cmn) (4)fcffcfn2 改进算法如果运动目标不存在速度模糊,则通过公式(2)、(4)即可实现运动目标多普勒频率补偿及目标跨距离走动校正,但当运动目标存在严重的速度模糊时[8],需要对算法进行改进,以满足目标检测及速度解算的要求。改进方法步骤如下:(1)依据被检测目标的最大径向速度Vmax,确定最大模糊数1 多普勒补偿及距离走动校正二相编码信号为多普勒敏感信号[3],速度容限v1为:8MTs (1)其中,为载波波长,Ts的子脉冲宽度,M为子脉冲个数。v1若不满足上述条件,直接进行脉压处理,则二相码信号脉压性能下降,因此需要进行多普勒补偿,以改善脉压性能。其中一种二项码信号多普勒补偿方法为,采用MTD对不同速度的目标回波信号进行分离,然后针对多普勒速度通道,采用相应的多普勒频率进行回波信号补偿[3]。假设脉冲重复频率为PRF,距离维采样率为fs,每个周期采样Nr个点,累积Na个周期,则目标回波信号可表示为NaNr的二维矩阵Sr,对矩阵Sr每列作Na点FFT,得到矩阵Sf,然后对矩阵Sf中的各元素smn进行多普勒补偿,补偿因子dmn为:2Vmaxfc) (5)c(2)对于一个确定的模糊数F,采用多普勒补偿方法进行处理,采用Keystone变换进行距离走动校正,公式如下:Fmax,即:Fmaxint( (6) (7)(3)对多普勒补偿及Keystone变换后的信号进行MTD处理,得到距离-多普勒平面信号RD(R,fd,F);(4)对所有可能的速度模糊数FFmax,Fmax1,,Fmax1ax1,Fmax,重复步骤2与步骤3,得到所有速度模糊数下的距离-多普勒平面信号RD(R,fd,F); (2)(5)对距离-多普勒平面每个单元信号RD(R,fd,F)进行比较,在相干积累时间内,若由于目标运行速度引起的距离变化小于然后进行检测判决,即:收稿日期:2018-11-25作者简介:张军杰(1977—),男,河南安阳人,工程硕士,高级工程师,研究方向:雷达系统总体设计。86Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.张军杰 张涛 陈新峰:一种改进的相位编码信号多普勒补偿方法2019年第 01 期(a)未多普勒补偿距离维脉压结果图1 距离维脉压结果比较(b)多普勒补偿距离维脉压结果(a)距离走动(b)距离走动校正(c)直接相参积累结果图2 不同方法进行脉压积累比较无目标判决门限 由雷达检测概率及虚警概率等因素决定。如果判决F(d)本文方法相参积累结果目标存在,则在检测目标的同时可以得到目标的速度模糊数,进而完成目标速度解算。改进算法在速度模糊情况下,可以进行多普勒频率补偿,减小max{RD(R,fd,F)}有目标 (8)87Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.第 37 卷 数字技术与应用 www.szjsyyy.com多普勒频率对脉压的影响,同时进行Keystone变换,校正跨距离单元走动,实现目标回波信号长时间相干积累。4 结语本文提出了一种改进的二相编码信号多普勒补偿方法,该方法既补偿了回波信号的多普勒频率,改善了距离脉压性能,同时校正了目标回波信号的跨距离单元走动问题,实现回波信号的长时间相干积累,同时完成目标速度解模糊。仿真结果验证了该方法的有效性。参考文献[1] 孙亚洲,王国华,朱晓菲.基于全相位FFT的多普勒补偿算法及实现[J].电光与控制,2015,22(8):110-114．[2] 张恒达,冯西安.二相编码信号性能分析[J].电子设计工程,2014,22(12):138-140．[3] 田孝斌.二相编码信号的多普勒特性及其补偿算法研究[J].电子科技,2013,26(9):31-33．[4] 洪永彬,高梅国,王俊岭.Keystone变换半盲速点效应的抑制和消除[J].电子与信息学报,2014,36(1):175-180.[5] 汤春林,汪学刚,陈祝明.基于距离走动校正的星载雷达空中动目标检测[J].电子测量与仪器学报,2011,25(10):829-834.[6] 李阳,龙腾.基于Keystone变换的相位编码信号长时间积累方法[J].北京理工大学学报,2009,29(1):54-58.[7] 赵杰,郭德明,陈果.基于改进Keystone变换的高速目标相参积累方法[J].现代雷达,2016,38(4):34-37.[8] 张涛,吕彦伟,张琳,王晓东.一种高速运动目标长时间积累方法[J].现代电子技术,2013,36(13):28-30.3 仿真实验采用仿真方式进行实验,参数设置如下:二相码长度511位,子码脉宽Ts=0.1μs,脉冲PRT为Tr=250μs,脉冲积累数Na=256,载波频率fc=15GHz,目标径向速度Vt=490m/s,起始距离R0=16km。图1(a)为未进行多普勒频率补偿回波信号距离维脉压结果,图1(b)为进行多普勒频率补偿后回波信号距离维脉压结果。由图可见,若不进行多普勒频率补偿,则脉压后主副瓣比约为4.3dB,主瓣峰值幅度约为21dB;采用多普勒频率正确补偿后,脉压后主副瓣比约为27dB,主瓣峰值幅度约为30dB,显著改善回波信号脉冲压缩结果,有利于后续目标积累与检测。采用直接相参积累方法与本文相参积累方法进行比较,图2为两种脉压积累结果比较图。图2(a)显示直接相参积累方法回波信号存在跨距离单元走动现象且副瓣电平较高;图2(b)显示本文方法可有效校正距离走动,且副瓣电平较低;图2(c)为运动目标回波信号直接相参积累结果,该运动目标回波信号未进行多普勒补偿及距离走动校正处理,由图可见,直接相参积累结果脉压主副瓣比低,脉压处理结果较差,回波信号不能得到有效积累,影响后续的信号检测;图2(d)为采用本文算法进行相参积累的结果,由图可见,采用本文算法,可以消除多普勒频率对脉压的影响,校正了跨距离单元走动,回波信号相干积累效果好,回波信号相干积累后峰值幅度约为54dB,较直接相参积累结果提高约11dB。An improved Doppler Compensation Method for Phase-coded SignalZHANG Jun -jie,ZHANG Tao,CHEN Xin-feng(The 27th Research Institute of CETC, Zhengzhou Henan 450047)Abstract:The phase-coded signal is Doppler sensitivity and the echo of moving target exist range migration problem. In order to solve theseproblems, this paper proposes an improved Doppler compensation method. The method adopts Doppler frequency compensation and Keystonetransform by preset velocity ambiguity factor. The method can achieve coherent integration of target echo signal and velocity estimation. The targetsecho signal is simulated and experimented. The results of the experiment indicate that the method is effective.Key words:phase-coded signal; doppler frequency; Keystone transform; coherent integration······上接第85页Evaluation of Library Personalized Service Quality Based on Neural NetworkLI Xue-ying(School of Information Management, Heilongjiang University, Harbin Heilongjiang 150080)Abstract:This paper constructs an evaluation index system through the analysis of the new generation of personalized services in libraries,and establishes an overall evaluation model of personalized services by using BP neural network. The model completes the training of the neuralnetwork through selected labeled samples, and can output five-level overall evaluation results. Through the analysis of the evaluation results ofthe samples, it can be concluded that the established neural network model can effectively evaluate the input evaluation data of each librarycustomer, and provide a reasonable classification of excellent, good, medium, general and poor grades, which can be used for the evaluation oflibrary personalized service quality.Key words:library; personalized service; neural network; evaluation model88Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.