【摘 要】
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近年来,电磁环境日趋复杂,频谱资源严重短缺,作为现代电磁理论的两大重要应用,雷达和通信系统的发展受到诸多限制。系统融合成为解决频谱稀缺的关键技术手段,雷达和通信系统的联合设计为频谱资源合理运用提供了可能。然而,由于系统功能存在差异,在雷达和通信系统的联合设计中存在较明显的互相干扰,严重影响系统性能。为了解决上述问题,本文结合多输入多输出（Multi-Input Multi-Output,MIMO）
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近年来,电磁环境日趋复杂,频谱资源严重短缺,作为现代电磁理论的两大重要应用,雷达和通信系统的发展受到诸多限制。系统融合成为解决频谱稀缺的关键技术手段,雷达和通信系统的联合设计为频谱资源合理运用提供了可能。然而,由于系统功能存在差异,在雷达和通信系统的联合设计中存在较明显的互相干扰,严重影响系统性能。为了解决上述问题,本文结合多输入多输出（Multi-Input Multi-Output,MIMO）天线系统,对联合系统的波形和波束进行相关研究,旨在保证通信传输质量的前提下,减少雷达和通信系统间的相互干扰,并提升雷达系统的探测性能,主要工作如下:1.针对雷达和通信联合系统双功能波形的相关设计问题,利用线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）波形和互补P4码的相关特性,结合MIMO天线与正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术的共同优点,设计了一种基于互补P4码调制的MIMO-OFDM-LFM联合波形。对联合波形模糊函数进行推导分析,证明了该波形拥有良好的多普勒容忍性,并具备较高的距离和速度分辨率。另外,通过对联合波形峰均功率比（Peak to Average Power Ratio,PAPR）以及传输误码率的计算分析,表明了该波形满足通信基本要求,符合数据传输条件。2.针对雷达信号处理时,由联合波形中通信符号的影响导致的匹配滤波处理性能不佳问题,建立了基于MIMO-OFDM-LFM联合波形的多脉冲差频信号矩阵模型,分析了相干积累处理回波矩阵的相关方法,通过多脉冲积累大幅提升回波信号干扰噪声比（Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR）。另外,利用动目标显示滤波对杂波信号进行消除,成功从构建的差频信号矩阵中提取出目标参数信息。3.为了进一步解决雷达和通信系统存在的相互干扰问题,通过结合线性约束最小方差（Linear Constrained Minimum Variance,LCMV）准则,提出了一种基于最优SINR的信号联合波束。联合系统利用该波束对不同空域产生不同功率增益,减少了雷达和通信系统之间的相互干扰。通过仿真分析,表明了联合波束可最大程度增加雷达探测回波SINR。另外,该联合波束抑制了外部干扰信号对联合系统平台的影响,从而大幅度提升了联合系统信号接收质量。
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