MIMO雷达中OFD-LFM-PC波形空时优化设计

MIMO雷达中传统正交频分线性调频( OFD-LFM)波形的空域合成信号存在较高的自相关栅瓣。为了解决这一问题,本文在OFD-LFM波形上调制相位编码序列,构造新的正交频分线性调频相位编码(OFD-LFM-PC)波形以消除空域合成信号自相关栅瓣。由于相位编码的调制,使得OFD-LFM-PC波形空域合成信号的自相关栅瓣消除但整体旁瓣水平有所升高,同时,发射功率方向图非全向。为此,基于OFD-LFM-PC波形的时域特性和空域特性分析,本文建立了空时特性优化模型,对调制的相位编码矩阵和载波频率编码序列进行联合优化,并提出了一种嵌套遗传算法的粒子群算法求解该优化问题。仿真结果表明,所优化设计的OFD-LFM-PC波形能够保证发射功率方向图的全向性,并且空域合成信号具有良好的自相关性能。     

多输入多输出天波超视距雷达多模杂波抑制的改进最小方差无失真响应算法研究

多输入多输出天波超视距雷达(MIMO-OTHR)通常利用最小方差无失真响应(MVDR)波束形成来抑制接收回波中的电离层多模杂波对目标探测的影响。由于MIMO-OTHR的全向性发射、杂波噪声协方差矩阵估计不准确以及有限相干积累时间内训练样本数过少,使传统MVDR输出信杂噪比(SCNR)较低。对MIMO-OTHR中的MVDR算法进行改进,以改善其多模杂波的抑制能力。利用2阶锥规划进行发射波束域预处理,将发射能量集中到主模式角度;在阵列接收端进行阵列平滑,抑制主模期望信号,提高杂波噪声协方差矩阵估计精度;利用MVDR波束形成双迭代算法,降低对计算量与训练样本数的需求。仿真结果表明：改进MVDR算法可有效抑制多模杂波;以较少训练样本及较小计算量,可以获取更高的输出SCNR.     

MIMO-OTHR稀疏频分互补混沌调制波形设计

针对多输入多输出超视距雷达(Multiple Input Multiple Output Over-the-Horizon Radar, MIMO-OTHR),提出了一种稀疏频分正交相位编码(Sparse Frequency Division Orthogonal Phase Coded, SFDOPC)波形。考虑到超视距雷达工作在非连续分布频谱环境,设计了波形的稀疏频分结构。利用混沌序列天然的正交性、良好的抗干扰和低截获性能,将混沌序列映射为相位编码信号,调制在稀疏载波频率上。基于该波形结构,首先对混沌序列的相关性能进行了优化,利用自适应克隆选择算法最优化搜索得到互补混沌序列对;然后,根据实时监测得到的频谱环境,合理选择载频和带宽,在兼顾频谱环境的同时,可以进一步改善波形的正交性,最终得到一种稀疏频分互补混沌调制波形。仿真结果表明,该波形具备优良的输出特性。