雷达通信一体化波形快速设计与主动射频掩护

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雷达波形在雷达系统中起着非常重要的作用,是雷达探测过程中能否获取目标精确信息的重要一环。现代战场环境中存在设备集成度高、频谱资源紧缺等特点,为了减少雷达信号与设备之间通信信号的互相影响,提高频谱利用率,本文对雷达通信一体化信号进行了研究。在研究过程中,针对单载波一体化信号进行设计,通过对通信信号进行码元调制来优化信号指标,从而实现雷达功能。相对于前人工作,本文着眼于一体化信号的快速优化设计方法,将原本需要离线优化的雷达通信一体化信号转为在线发射的模式,使其具有更高的实用性。在一体化信号的实际发射过程中,还要考虑来自敌方的干扰。雷达系统正常工作过程中,通常是从由目标回波、杂波信号包括干扰信号组成的接收信号中提取感兴趣的信息。在工程应用中,电子攻击设备(Eletronic Attrack,EA)是与电子支持措施(Electronic Sevice Method,ESM)联合工作的,ESM装置捕捉空气中的信号并识别出对于己方有威胁的信号,然后传递信号的一些必要信息给EA装置,EA装置发射信号干扰雷达正常功能。高功率的干扰信号会在雷达接收端形成虚假目标,甚至造成阻塞干扰,中断雷达系统的正常工作。因此本文针对转发式干扰进行研究,研究一种主动射频掩护抗干扰的方法。本文的主要工作为:1.针对脉冲雷达背景下的单载波雷达通信一体化信号进行研究,提出了一种在线快速优化通信信号使其实现雷达功能的方法。在雷达发射端,对通信信号施加凸约束得到一体化信号,使用凸优化算法优化降低自相关峰值旁瓣电平(Peak Sidelobe Level,PSL);在雷达接收端,将信号视为雷达信号对其进行脉冲压缩;在通信接收端,根据通信误码率设置一个优化上限,约束一体化信号的优化过程。仿真结果表明,该方法显著提升了一体化信号的优化速度。2.在多输入多输出(Mutiple-Input Mutiple-Output,MIMO)雷达的背景下,设计了一种利用信号掩护雷达信号对抗敌方ESM器件的主动抗干扰方法。掩护信号可以以脉冲模式或周期连续波模式传输。掩护信号将在时域和频域覆盖雷达信号,使得对抗的ESM装置对雷达信号与掩护信号难以进行分选识别。在雷达接收端,通过优化其互相关积分旁瓣电平(ISL)和PSL抑制了掩护信号对雷达匹配滤波器的影响。仿真结果表明,具有良好互相关旁瓣的掩护信号与雷达信号在频域上有着正交性。
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