基于遗传算法的MIMO雷达离散频率编码波形设计

针对MIMO雷达体制的离散频率编码波形设计问题，给出了一种采用遗传算法对频率编码序列的选取进行优化组合的方法．首先对波形设计的代价函数进行了改进，然后针对离散频率编码的特点，对遗传算法的选择、交叉、变异算子进行了设计，最后对设计结果进行了分析．结果表明，该方法要优于模拟退火算法．     

星载多发多收SAR多维编码波形设计与分析

多发多收合成孔径雷达(MIMO SAR)解决了传统SAR存在的高分宽幅矛盾。为提高MIMO SAR对通道之间干扰能量的抑制能力,采用多维波形编码技术进行系统设计,并研究了MIMO SAR的波形设计问题。针对两种新型信号形式：正负线调频信号及正交频分复用调制线调频信号,与短时移正交信号(STSO)进行对比分析及成像实验验证。根据MIMO SAR多个孔径同时发射信号、多个孔径同时接收回波的特点,结合多维波形编码技术进行回波处理。在俯仰维,利用数字波束合成技术进行多个子测绘带的划分,实现大测绘带成像;在方位维,利用多通道重构算法将周期非均匀采样的回波恢复为均匀采样,实现高分辨率成像,在此基础上开展新体制SAR发射信号的设计与成像实验验证。实验结果表明,较之其他两种信号,STSO信号的峰值旁瓣比、积分旁瓣比及分辨率等性能最优,对模糊能量抑制更为彻底,在MIMO SAR中性能良好,与传统SAR的性能近似。STSO在MIMO SAR体制中具有良好聚焦性能,且各项成像指标良好,在一定程度可降低系统设计的复杂度。     

基于模糊优化度的频率编码雷达信号编码优化

分析了频率编码脉冲（frequency coded pulse, FCP）雷达工作原理;推导了基于自相关函数的步进频率信号的模糊函数,针对常用的FCP信号——步进频率编码信号（frequency stepped signal, FSS）距离-多普勒旁瓣电平较高、存在“距离-速度”耦合、距离-速度联合分辨率低的缺点;提出了优化频率编码的模糊优化度准则,并基于该准则给出了2种编码优化规律不同的频率编码优化方法.仿真结果表明：在保持原有的距离、速度分辨率不变的情况下,2种方法都能有效的降低“距离-速度”二维耦合,提高距离-速度联合分辨率.     

基于模糊函数和粒子群优化的认知天波雷达波形设计

为减少海杂波对舰船目标遮蔽的影响、提升天波超视距雷达(OTHR)的探测性能,提出了一种基于模糊函数和粒子群优化的认知天波超视距雷达(CSWOTHR)发射波形设计方法.首先基于CSWOTHR闭环自适应工作原理,分析了CSWOTHR发射信号参数对舰船目标检测的影响;然后构建回波信号信杂比(SCR)与发射波形和杂波之间的数学关系,并以最大SCR作为目标函数,利用粒子群优化(PSO)算法估计线性调频连续波(LFMCW)信号的各项参数;最后给出了CSWOTHR发射波形设计流程.仿真结果表明,在中等海况海杂波背景下,采用该发射波形设计方法的CSWOTHR大中型舰船目标回波信号质量得到了提升,系统检测性能明显提高.     

MIMO雷达正交相位编码信号的代数设计方法

针对多输入多输出雷达正交相位编码波形设计中数值优化方法计算量和存储量较大、效率较低的问题,提出一种代数理论设计方法．首先利用逆归约相乘法求解产生序列族所需的多项式;然后构造以该多项式为特征多项式的线性迭代方程,并通过线性移位寄存器求解而获得序列族;最后将该序列族映射为信号码集从而完成波形设计．仿真结果表明,该方法设计的波形恒模,并且具有低的自相关峰值旁瓣电平和互相关峰值电平．与数值优化方法比较,码集序列数量大,波形产生速度快．     

相位编码信号在综合脉冲孔径雷达中的应用

从模糊函数概念出发讨论了稀布阵综合脉冲孔径雷达（简称ＳＩＡＲ）增大发射信号的时宽带宽积时存在的距离栅瓣效应．当采用相位编码调制各个阵元的发射信号时，不仅可以满足ＳＩＡＲ对各向同性照射的要求，而且可以克服这种效应．这表明大时宽带宽积信号同样可以用于ＳＩＡＲ这种新体制雷达，从而有利于提高其作用距离和分辨能力．     

一种新型雷达波形的平均模糊函数

根据Ｗｏｄｗａｒｄ对模糊函数的基本定义，详细推导了脉内脉间频率调制雷达信号的平均模糊函数．结果表明，脉内脉间频率调制雷达信号同时具有大的时宽和大的带宽，该信号经匹配压缩处理后具有距离和速度两维高分辨率，同单纯脉间频率相比消除了距离载上的模糊．该信号克服了一般均匀脉冲串信号距离分辨率差的缺点，是一种简单可行的两维高分辨率信号形式．     

MIMO雷达中的DFCW设计及性能分析

发射信号的正交性好坏是多输入多输出(MIMO)雷达实现的关键,正交离散频率编码波形(DFCW)是MIMO雷达可以利用的正交信号。该文首先分析了DFCW的互模糊函数,在此基础上,对自相关峰值旁瓣及互相关峰值旁瓣电平进行了分析,提出了采用遗传算法对其进行优化,得到了具有更低互相关峰的DFCW。然后将优化得到的DFCW应用于MIMO雷达系统进行仿真分析。通过对信号互相关仿真及对目标回波信号匹配滤波仿真对理论分析进行了验证,证明了理论分析的正确。     

用混沌序列降低MIMO雷达波形自相关旁瓣和互相关

基于混沌序列的良好相关性和随机性,提出了一种使用混沌序列降低多输入多输出雷达波形自相关旁瓣和互相关的方法.通过不同初值迭代得到混沌序列,然后经过相应的量化和四相编码得到混沌波形.由于不同混沌波形的自相关旁瓣不相关,同时,不同混沌波形的互相关也不相关,因此通过多脉冲压缩积累能够有效地降低自相关旁瓣和互相关在多输入多输出雷达中的影响.输出结果具有较低的旁瓣峰值,从而提高了检测性能。     

采用OFDM-LFM的MIMO雷达高速目标波形设计

单基地多输入多输出雷达由于其宽发射波束的特性而能有效解决目标高速运动跨越发射波束带来的能量损失问题;但是现有波形对速度容忍性较差,高速目标回波匹配滤波能量损失较大．因此,有必要研究适用于高速目标背景下的多输入多输出雷达波形． 文中提出了一种基于正交频分复用线性调频信号的多输入多输出波形． 该波形不同发射通道分时复用一组不同频段的线性调频信号,从而得到带宽相同的可分离多路多输入多输出雷达波形． 仿真结果表明,文中设计的多输入多输出雷达波形能有效降低高速目标回波匹配滤波的能量损失,适用于高速目标背景．     

基于波形设计方法的MSK信号探测性能研究与仿真

本文主要从波形设计的角度来研究MSK信号的定距、测距等探测特性.波形设计主要是通过研究信号的平均模糊函数、频谱特性等来分析该信号的性能.文中论述了MSK信号调制和相关解调的工作原理,分析了调制信号的模糊函数和回波信号相关峰解调的数学模型,给出了伪随机码长度和码元周期的选择原则和MSK信号的测距方法.最后,通过SystemView系统仿真,得出了MSK信号调制、解调的仿真波形以及不同延时回波的相关峰顶点分布图等.通过理论分析和仿真实现说明了MSK信号的良好定距、测距性能,同时也验证了波形设计方案的可行性.     

MIMO雷达正交频分LFM信号设计及性能分析

多输入多输出(MIMO)雷达是最近提出的新的雷达技术,在发射端全向发射正交信号,在接收端对接收信号进行匹配滤波处理来恢复发射信号分量,因而信号的正交性好坏是MIMO雷达实现的关键。该文分析了正交频分线性调频(OFDLFM)信号的互模糊函数,对互相关峰值旁瓣电平出现的位置及幅度大小进行了分析,给出了最小化OFD-LFM信号间互相关影响的参数之间的关系。通过对信号互相关的仿真结果及对目标回波信号匹配滤波的仿真结果,证明了理论分析的正确性。     

多载频雷达通信综合化波形设计

为了减小作战平台体积和相互电磁干扰,雷达通信一体化设计成为一种有效选择.针对通信中已有成熟应用的正交多载频波形,分析了相同编码(IS)多载频相位编码(MCPC)和子载波编码循环移位MCPC作为雷达波形的模糊函数性能.在此基础上,提出用随机通信数据控制MCPC信号子载波相位编码移位位数的综合化波形设计方式,解决了随机性通信信号和确定性雷达信号的不兼容问题.对综合化波形模糊函数和通信效率的分析仿真表明,其雷达探测性能不劣于相同编码MCPC,且具有较高的通信传输效率.     

对相位码雷达的移频干扰

相位码雷达信号具有辐射功率低,脉内有复杂的相位调制和处理增益高的特点,使电子对抗系统难以对它截获、分析和干扰。移频干扰是干扰相位编码雷达的一种方法。对移频干扰的计算机模拟表明,当干信比足够大时(幅度比约为3～5),移频干扰使巴克码的回波信号电平降低,在其两侧出现干扰峰。这些干扰峰随频移的增加呈有规律的移动。对于M序列码,移频干扰具有复盖干扰的效果。文中也研究了相位码子脉冲宽度、干扰与信号的相位差对干扰效果的影响。     

脉内相位编码雷达信号识别的小波变换方法

基于信号脉内调制信息识别技术对密集和复杂环境中辐射源的分选和识别的重要性．研究了基于小波多分辨分析技术识别相位编码(PCM)信号的脉内调制信息的算法，分别运用计算机仿真数据和专用设备提供的仿真数据进行了算法验证，结果证实了该算法的可行性．     

相位编码雷达密集假目标干扰研究

为了研究相位编码雷达的干扰效果,针对间歇采样转发干扰只能产生单一、滞后假目标的不足,提出了基于随机码元调制的密集假目标干扰方法.该方法将间歇采样信号经过码元调制后再转发出去,干扰通过雷达脉压处理后形成密集假目标.由于调制码元是随机产生的,假目标出现的位置和幅度也将是随机的.仿真结果表明,经改进后的干扰方法所产生的密集假目标同时包含了超前假目标和滞后假目标,不同的调制码元能够产生不同的假目标.     

LFMCW雷达信号多周期模糊函数分析

给出了LFMCW雷达信号的多周期模糊函数,并与单周期信号进行了比较。讨论了在单周期和多周期的模糊函数联系,沿主轴切割模糊函数的性质和体积有限方面上两者特征的差别。仿真结果表明,增大周期可提高多普勒分辩力,但不能改善时延分辩力。     

基于Costas编码脉冲串的低截获声呐波形设计方法

针对声呐低截获波形设计,提出了一种基于有限域理论的Costas编码脉冲串跳频信号构建方法。该方法根据整数集合生成有限域的充分性定理和有限域中本原元的存在性定理,在给定素数p的条件下,构造了包含p个元素的有限域,给出了该有限域中本原元的求解方法以及递推公式,该方法可以通过大数值模除运算来构造高阶次Costas阵列。实验结果表明,基于有限域理论的Costas编码脉冲串跳频信号具有较小的非循环互相关系数和"图钉"状的模糊度函数,具有好的多普勒频率分辨率和时延分辨率,对于低截获声呐设计具有重要的实用价值。     

联合优化方向图合成与频谱兼容的MIMO雷达波形设计

多发射-多接收雷达发射方向图合成是当前波形设计和合成问题的热点,其目的在于实现将发射能量聚焦在感兴趣的空域方向上.而在复杂的电磁环境中,还必须兼顾考虑在拥堵频段上的频谱兼容性和灵活性,避免影响邻近频段通信系统传输性能.该文提出算法设计MIMO雷达发射波形向目标空域聚焦能量的同时,避开拥堵频段的频率范围.即针对发射波形在...     

基于互信息理论的MIMO天波超视距雷达波形优化方法

多输入多输出（MIMO）天波超视距雷达（OTHR）技术在雷达发射端发射低增益宽波束,在接收端进行波束形成得到高增益的窄波束,可以满足多层电离层探测和杂波抑制的需求。该文将两层电离层结构应用到MIMO-OTHR中,并针对OTHR杂噪比（CNR）比较高的特点,提出一种互信息理论方法对发射波形进行自适应优化。仿真结果表明该方法明显提升了目标距离分辨率和检测概率,说明在MIMO-OTHR中,经过合理的波形优化,可以利用多径回波改善雷达系统性能。