本发明专利技术公开一种基于遗传算法的PD雷达脉冲重复频率组选择方法，本发明专利技术主要解决现有技术在对目标检测时匹配到假目标概率高以及对所有重频组合均进行处理导致的运算量大的问题。本发明专利技术的实现步骤为：产生满足约束条件的PRT生成矩阵；计算每个大脉组重频抖动处理后的适应度值；通过遗传算法自适应更新PRT生成矩阵中的大脉组；判断连续多次迭代更新的PRT生成矩阵中适应度值中最大的大脉组是否相同；输出PRT生成矩阵中最大适应度值对应的大脉组。本发明专利技术能够快速搜索最优脉冲重复频率组，得到最符合要求的PD雷达清晰图，降低了时间成本的同时提高了对目标信息检测的准确性，提升了本发明专利技术的工程上的应用价值。了本发明专利技术的工程上的应用价值。了本发明专利技术的工程上的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
基于遗传算法的PD雷达脉冲重复频率组选择方法
[0001]本专利技术属于雷达
，更进一步涉及雷达信号处理
中的一种基于遗传算法的脉冲多普勒PD(Pulse Doppler)雷达脉冲重复频率组选择方法。本专利技术可以用于PD雷达处于重频的工作模式下，通过优化脉冲重复频率组来实现雷达清晰图面积的最大化。
技术介绍
[0002]当PD雷达工作在强杂波背景时，PD雷达的回波数据中除了目标还有杂波信息，需要对杂波信息进行抑制处理。由于PD雷达的脉冲重复频率PRF(Pulse Repetition Frequency)较高，多普勒滤波器数目较多，因此对于频率低的信号来说有很好的抑制作用，杂波改善性能可能会优于动目标检测MTD(Moving Target Detection)。对于PD雷达，在距离—多普勒二维图上的可检测区称为清晰图。而由于PD雷达的PRF较高造成的距离、速度盲区和距离模糊问题，会使得清晰图的面积不符合检测要求。该问题一般采用N/M准则(在M种重频中选择N种重频)来解决，将解距离模糊和补盲进行联合处理。该方法的脉冲重复频率组设置是随机的，因此得到的清晰图面积可能不是最大的，会存在一定的性能损失。
[0003]西安电子科技大学在其所申请的专利文献“基于遗传算法的机载雷达脉冲重复频率组优化方法”(专利申请号201410064471.9，申请公布号：CN 10885033A)中提出了一种搜索雷达最优脉冲重复频率组的方法，进而通过该脉冲重复频率组计算得到雷达距离—多普勒二维图。该方法的实现过程为，首先定义雷达脉冲重复时间组中每种脉冲重复时间的约束条件，然后利用雷达脉冲重复时间组来进行补盲和解距离模糊操作，从而得到对应的代价函数构建优化模型，采用遗传算法对所述优化模型进行求解，最后得到最优的脉冲重复频率组。该算法虽然能够使得雷达在距离—多普勒二维图上有很好的检测性能，但是，该方法仍然存在两点不足之处是，其一该方法将补盲和解距离模糊进行了联合处理，会增加匹配假目标的概率。其二是在解距离模糊时，需要对所有的重频组合都进行解模糊处理，运算时间长，对硬件的要求很高。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对上述已有技术的不足，提出一种基于遗传算法的PD雷达脉冲重复频率组选择方法，用以解决现有技术中补盲和解距离模糊进行联合处理时，增加匹配到假目标的概率以及运算时间过长的问题。
[0005]为实现上述目的本专利技术的思路是，本专利技术通过遗传算法设计脉冲重复频率组，使用重频抖动算法来解决容易匹配到假目标且运算时间过长的问题。其理由是，由于使用了重频抖动来进行解距离模糊和补盲处理，其先采用两个脉组进行重频“抖动”(即两个脉组的重频非常接近)，“抖动”的重频组合只用于解距离模糊，剔除远区目标。在剔除远区目标后，采用另外一组“抖动”的重频组合对前一重频组合进行补盲操作，从而构成了PD雷达距离—多普勒二维图，在利用遗传算法进行脉冲重复频率组选择时，利用了重频抖动的优势，
使得适应度的计算更加全面准确，克服了增加匹配到假目标概率和运算量大的问题。
[0006]为了实现上述目的，专利技术采用的技术方案包括以下步骤：
[0007]步骤1，产生满足约束条件的PRT生成矩阵：
[0008]产生Q行W列的PRT生成矩阵，该矩阵中的每一行代表一个大脉组的PRT组，每一行的元素代表了大脉组中每个小脉组的PRT；PRT生成矩阵中的每个元素在范围[T1,T2]内，满足p
i(j+1)
‑
p
ij
＝Δ条件；其中，Q≥100，W的取值由PD雷达清晰图的面积要求决定，T1和T2的取值由PD雷达的探测范围决定，单位是μs，p
i(j+1)
表示PRT生成矩阵中的第i行第j+1列的元素值，p
ij
表示PRT生成矩阵中的第i行第j列的元素值，当j为奇数时，Δ＝1μs；
[0009]步骤2，计算每个大脉组重频抖动处理后的适应度值：
[0010]步骤2.1，确定每个小脉组的距离—多普勒二维图中每个网格单元的适应度值；
[0011]步骤2.2，利用重频抖动方法，依次对每个大脉组进行解距离模糊和补盲处理，得到重频抖动处理后大脉组的距离
‑
多普勒二维图，根据每个小脉组的距离—多普勒二维图中每个网格单元的适应度值，计算每个大脉组的适应度值；
[0012]步骤3，通过遗传算法自适应更新PRT生成矩阵中的大脉组：
[0013]步骤3.1，使用轮盘赌算法更新PRT生成矩阵；
[0014]步骤3.2，对更新后的PRT生成矩阵中大脉组进行交叉操作；
[0015]步骤3.3，对交叉后的PRT生成矩阵中大脉组进行变异操作；
[0016]步骤4，判断连续S次迭代更新的PRT生成矩阵中适应度值中最大的大脉组是否相同，S≥5，若是，则执行步骤5；否则，执行步骤2；
[0017]步骤5，输出PRT生成矩阵中最大适应度值对应的大脉组。
[0018]本专利技术与现有技术相比有以下优点：
[0019]第一，由于本专利技术使用重频抖动算法，抖动的两个脉组的重频非常接近，因此只需要对特定的重频组合进行解距离模糊处理，克服了现有技术增加匹配到假目标概率的缺点，使得本专利技术能够正确的检测出目标距离，从而提高了对检测目标信息的准确性。
[0020]第二，由于本专利技术将解距离模糊和补盲处理进行分步处理，利用PD雷达的距离—多普勒二维图计算适应度，再通过遗传算法选择最优脉冲重复频率组，克服了现有技术对所有重频组合均进行处理导致的运算量大的问题，使得本专利技术能够快速的搜索出最优脉冲重复频率组，得到最符合要求的PD雷达清晰图，从而提高了搜索最优脉冲重复频率组的运算效率，降低了时间成本，提升了本专利技术的工程上的应用价值。
附图说明
[0021]图1为本专利技术方法的流程图；
[0022]图2为使用现有方法构建的PD雷达距离—多普勒二维图；
[0023]图3为使用本专利技术方法构建的PD雷达距离—多普勒二维图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细描述。
[0025]参照图1和实施例，对本专利技术的实现步骤做进一步的详细描述。
[0026]步骤1，产生满足约束条件的PRT生成矩阵。
[0027]步骤1.1，产生Q行W列的脉冲重复周期PRT(PulseRepetitionTime)生成矩阵，PRT生成矩阵中的每个元素在范围[T1,T2]内，满足p
i(j+1)
‑
p
ij
＝Δ条件；其中，Q≥100，W的取值由PD雷达清晰图的面积要求决定，T1和T2的取值由PD雷达的探测范围决定，单位是μs，p
ij
表示PRT生成矩阵中的第i行第j列的元素值，当j为奇数时，Δ＝1μs。
[0028]步骤1.2，由于在进行重频抖动处理时，需要使用由不同PRT的多个脉组组成的大脉组，因此将PRT生成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于遗传算法的PD雷达脉冲重复频率组选择方法，其特征在于，利用重频抖动方法进行解距离模糊和补盲处理后得到的清晰图面积计算适应度，通过遗传算法使进行最优PRT组的搜索；该选择方法的步骤包括如下：步骤1，产生满足约束条件的PRT生成矩阵：产生Q行W列的PRT生成矩阵，该矩阵中的每一行代表一个大脉组的PRT组，每一行的元素代表了大脉组中每个小脉组的PRT；PRT生成矩阵中的每个元素在范围[T1,T2]内，满足p
i(j+1)
‑
p
ij
＝Δ条件；其中，Q≥100，W的取值由PD雷达清晰图的面积要求决定，T1和T2的取值由PD雷达的探测范围决定，单位是μs，p
i(j+1)
表示PRT生成矩阵中的第i行第j+1列的元素值，p
ij
表示PRT生成矩阵中的第i行第j列的元素值，当j为奇数时，Δ＝1μs；步骤2，计算每个大脉组重频抖动处理后的适应度值：步骤2.1，确定每个小脉组的距离—多普勒二维图中每个网格单元的适应度值；步骤2.2，利用重频抖动方法，依次对每个大脉组进行解距离模糊和补盲处理，得到重频抖动处理后大脉组的距离
‑
多普勒二维图，根据每个小脉组的距离—多普勒二维图中每个网格单元的适应度值，计算每个大脉组的适应度值；步骤3，通过遗传算法自适应更新PRT生成矩阵中的大脉组：步骤3.1，使用轮盘赌算法更新PRT生成矩阵；步骤3.2，对更新后的PRT生成矩阵中大脉组进行交叉操作；步骤3.3，对交叉后的PRT生成矩阵中大脉组进行变异操作；步骤4，判断连续S次迭代更新的PRT生成矩阵中适应度值中最大的大脉组是否相同，S≥5，若是，则执行步骤5；否则，执行步骤2；步骤5，输出PRT生成矩阵中最大适应度值对应的大脉组。2.根据权利要求1所述的基于遗传算法的PD雷达脉冲重复频率组选择方法，其特征在于，步骤2.2中所述计算每个大脉组的适应度值是由下式得到的：其中，C
i
表示第i个大脉组所对应的适应度值，1≤h≤W且h为奇数，a＝0,1,2，...,N，b＝0,1,2，...,M，W表示PRT生成矩阵中列的总数，N表示第i个大脉组的距离
‑
多普勒二维图的距离单元的总数，M表示第i个大脉组距离
‑
多普勒二维图的多普勒单元的总数，c
ih
(a,b)表示第i个大脉组的第h个小脉组中由第a个距离单元和第b个多普勒单元组成的网格单元的适应度值，c
i(h+1)
(...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永波，张梅，牛奔，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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