具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

一种基于正交二相编码信号的雷达解模糊及遮挡的方法，包括如下步骤：

步骤1、根据雷达系统的距离盲区、距离分辨率，确定发射脉冲时宽对应的二相编码信号的最大码长，选择小于所述最大码长的最接近的2^N(N为整数)为单个脉冲的码片长度；

步骤2、为得到具有良好自相关、互相关性能的正交二相编码信号，根据码长长度选择walsh矩阵、遗传算法生成并优化或穷举法得到正交二相编码信号集，其中，如果码片较长，使用walsh矩阵、遗传算法生成并优化，以最小化自相关旁瓣，以及最小化互相关峰值为准则，得到正交二相编码信号集；如果码片较短，采用穷举法，选取自相关旁瓣、互相关峰值较优者组成正交二相编码信号集；

基于walsh矩阵并使用遗传算法生成正交二相码信号集步骤如下：

构造遗传算法适应度函数值如下：

式中，A(φ_l,k)为自相关函数，表达式如下：

C(φ_l,k)为互相关函数，表达式如下：

适应度函数中，ω₁和ω₂为适应度函数加权系数，满足ω₁+ω₂＝1。

生成大小为N×N的walsh矩阵，进行随机列交换，以最小化适应度函数值为准则(即最小化自相关旁瓣以及互相关峰值)，筛选M个波形(M为所需正交信号个数)，以优选后的M×N的矩阵作为遗传算法输入矩阵；

遗传算法的迭代过程为(遗传算法流程图如图1所示)：

a.计算矩阵的适应度函数值，判断适应度函数值是否满足结束条件，若满足，则结束迭代，否则，进行下一次选择、交叉、变异，并计算适应度函数值直到满足结束条件；

b.抛弃适应度函数值最大的行，选择用种群中适应度函数值更小的剩余行，进行后续的交叉、变异；

c.将种群中的行随机两两配对，将配对的行的二相编码值随机交叉，重组为新的行；

d.根据突变概率，随机突变种群中某些列的码值，即二相码由1突变为-1，或由-1突变为1；

e.用新种群中适应度函数值最小的，替换原种群中适应度函数值最大的行，返回步骤a计算适应度函数值；

所述结束条件为迭代次数到达次数上限，或当连续多代相邻两代最佳适应度之差小于阈值时终止，结束遗传算法；

遗传算法输出矩阵即为正交二相码信号集。

步骤3、根据盲区确定脉冲时间宽度，根据目标的最高径向速度，确定PRF；

步骤4、根据雷达最远探测距离确定雷达周期，根据步骤3中得到的脉冲重复时间间隔PRI，确定在最大探测距离所对应的时间内的发射脉冲个数m，从步骤2中生成正交二相码信号集中选择m个信号，构成一组正交的二相编码脉冲信号；

步骤5、对发射的脉冲信号进行累积回波，生成回波矩阵配合正交二相编码脉冲信号进行频域脉冲压缩处理得到处理后的新回波矩阵，并对回波矩阵做MTD处理。

优选的，还包括根据目标最大的径向速度，确定雷达的最低发射脉冲重复频率(PRF)，以确保不会产生速度模糊，采用高重频模式发射脉冲重复频率(PRF)。

优选的，根据雷达最远探测距离确定雷达周期，并根据脉冲重复时间间隔PRI，发射脉冲重复频率PRF的倒数，PRI为两个相邻发射脉冲的时间间隔，确定的发射脉冲个数m，表达式如下：

再结合步骤2中所述的正交二相码信号集，得到正交的二相编码脉冲信号。

优选的，还包括对雷达系统做积累，在一个雷达周期CPI内重复多次发射正交二相编码脉冲信号a₁,a₂,…,a_m，一个雷达周期CPI包含有多少个T_max，根据雷达系统进行自适应选择。

优选的，传统的雷达信号方法，是对两个脉冲之间回波进行脉冲压缩处理，所以就会出现距离模糊的问题，本发明的雷达系统采用收发切换模式，接收机在T_max内采集的回波并预先进行了下变频到数字基带信号的处理，多个脉冲之间的回波将T_max内发射脉冲的部分置零，重构一个时间序列，重构的时间序列在T_max内包含了m个与发射脉冲等宽的零，以及m个回波。

优选的，回波矩阵的频域脉冲压缩与MTD处理的详细过程如下：构造回波矩阵R，第一行时间长度为T_max(以a₁信号开始发射时刻为起始后的时长)，第二行时间长度也为T_max(以a₂信号开始发射时刻为起始后的时长)，后续的行以此类推，对一个CPI内的后续回波依据雷达周期CPI内包含有多个T_max处理，得到回波矩阵R如下：

对回波矩阵R第一行的回波R₁，与A₁做频域脉冲压缩，A₁是在发射正交二相编码脉冲信号a₁的后面置0，使得A₁与R₁是等长的时间序列，采用频域脉冲压缩的处理，处理方法如下式所示(CONJ是共轭运算)

X₁＝IFFT(FFT(R₁)·CONJ(FFT(A₁)))

矩阵R第二行的回波R₂，与A₂做频域脉冲压缩，A₂是在发射正交二相编码脉冲信号a₂的后面置0，使得A₂与R₂是等长的时间序列；对矩阵R的其余行做同样的处理，处理完的数据放入新矩阵X的相应行中；对上述处理完的新矩阵X，每一列进行FFT，即做MTD处理，矩阵内的峰值就体现出目标的距离和速度。

在传统PD雷达中，不同脉冲对不同距离目标的回波，可能会发生重叠，传统方法MTD结果的峰值是距离模糊的，不足以从重叠回波中区分出不同的目标。经过上述处理后，即使回波是多个目标回波的重叠，MTD结果中的峰值，可体现出不同的目标处在不同的距离处，这样就解决了回波重叠的距离模糊问题。雷达采用收发切换模式，难免会产生距离遮挡问题。为避免收发切换造成的距离遮挡，在某些雷达周期，发射信号可采用另外一种脉冲重复频率，该重复频率略大于最小脉冲重复频率，此时的正交二相编码脉冲信号(如图2中的b₁,b₂,…,b_n，这些二相编码信号两两正交，有良好的自相关、互相关性能，n略大于m)。通过两种不同脉冲重复频率的发射、后续雷达信号处理，解决距离遮挡问题。

实施例1：

按照前述的方法，用下例验证本发明的有效可行性。

PD雷达采样率为100MHz，脉冲宽度τ为0.64μs，脉冲重复周期(PRI)为64μs，一个雷达周期T_max里包含四个PRI，一个相参积累周期(CPI)里包含16个T_max，射频频率f为3GHz，c为光速。则此时的距离盲区为

最大不模糊距离为

最大不模糊速度为

设置目标的距离为10km，目标的速度为240m/s，设置信噪比为-10dB。如果发射信号采用相同的信号，其MTD结果如图3所示，此时无法区分回波是哪个发射脉冲信号的回波，产生了距离模糊。

采用本发明所述方法，发射相互正交的二相编码脉冲信号，其MTD结果如图4所示，目标的距离和速度能被准确测出，图4中只有一个峰值，即不存在距离模糊的问题。

为避免收发切换造成的距离遮挡(当前发射脉冲信号的目标回波延时，与其后某个发射脉冲重叠，回波信号不被接收处理，不能得到目标信息)，本例采用另外一种脉冲重复频率，一个雷达周期T_max里包含5个PRI。通过两种不同脉冲重复频率的发射、后续雷达信号处理，可解决PD雷达的距离遮挡问题。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。