混沌调制雷达正交波形设计与抗干扰性能研究

论文摘要

混沌信号作为一种伪随机信号,具有易产生、易复制、初值敏感、随机无周期以及相关性能良好等突出优势,适合用作多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）雷达发射波形。混沌雷达信号接近“宽带随机噪声信号”,具有优良分辨力的同时,在正交波形设计、抗有源欺骗干扰等方面优势突出。因此将混沌应用于雷达波形设计领域非常有意义。本文围绕如何产生正交性能优良的雷达波形以及波形能否有效抑制有源欺骗干扰两个核心问题展开研究,主要的研究工作有:1.对发射分集MIMO雷达的工作原理及波形设计要求进行分析与阐述,对混沌信号定义及特性做了介绍,通过仿真分析了bernulli、tent、和quadratic三种常见一维混沌序列的相空间结构等性质,对混沌系统做了深入分析。2.研究了三种混沌调制雷达波形设计,即混沌调频波形、混沌相位编码波形和混沌频率-相位复合调制波形。对这三类波形的形成机理、量化方式做了详细的介绍,仿真分析了波形性能的优劣,得到了一系列性能良好的MIMO雷达正交波形。3.研究了多段分段混沌系统理论,讨论分析了MS-tent混沌序列,并由此构造了MS-quadratic序列结构,从序列性质入手,通过仿真验证了MS-quadratic序列具有混沌性质,并且将其运用到调制中,解决了混沌调频波形自相关性能较差的问题,达到了进一步提高波形相关性能的目的。并且研究了多时编码,仿真表明多段分段多时编码信号是一种复杂且自相关性能优秀的雷达正交波形。4.阐述了有源欺骗干扰原理,研究了波形设计抗干扰原理,并且做出了大量仿真,验证了以上混沌调制雷达波形能有效抑制有源欺骗干扰。以上MIMO雷达正交波形设计方法与波形设计抗有源欺骗干扰方法,已通过大量仿真实验进行了验证,结果表明产生的雷达波形具有很好的相关性能,并且能有效抑制敌方有源欺骗干扰。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外现阶段研究情况
•   1.3 本文工作及内容安排
• 第二章 MIMO雷达基本原理与混沌信号理论
•   2.1 MIMO雷达的基本原理
•   2.2 混沌信号理论
•     2.2.1 混沌的定义
•     2.2.2 混沌的基本特征
•   2.3 常见混沌序列与特性分析
•     2.3.1 bernulli序列
•     2.3.2 tent序列
•     2.3.3 quadratic序列
•   2.4 本章小结
• 第三章 基于混沌序列的雷达正交波形设计
•   3.1 混沌信号设计MIMO雷达波形可行性分析
•   3.2 混沌频率调制雷达正交波形
•     3.2.1 混沌频率调制波形设计
•     3.2.2 混沌调频波形相关性
•     3.2.3 混沌调频波形功率谱
•   3.3 混沌相位编码雷达正交波形
•     3.3.1 混沌相位编码波形设计
•     3.3.2 混沌相位编码波形相关性
•     3.3.3 混沌相位编码波形功率谱
•   3.4 混沌频率-相位复合调制雷达正交波形
•     3.4.1 P相编码波形
•     3.4.2 混沌频率-相位复合调制波形设计
•     3.4.3 混沌频率-相位复合调制波形相关性
•     3.4.4 混沌频率-相位复合调制波形功率谱
•   3.5 混沌调制波形相关性与波形长度N的关系
•   3.6 本章小结
• 第四章 基于多段分段混沌的雷达正交波形设计
•   4.1 多段分段混沌序列
•     4.1.1 MS-tent序列
•     4.1.2 MS-quadratic序列
•   4.2 多段分段混沌信号特性
•     4.2.1 最大李雅普诺夫指数
•     4.2.2 遍历性
•     4.2.3 相关性能
•   4.3 多段分段混沌频率调制雷达正交波形
•     4.3.1 多段分段混沌调频波形设计
•     4.3.2 多段分段混沌调频波形性能分析
•   4.4 多段分段混沌多时编码雷达正交波形
•     4.4.1 多时编码
•     4.4.2 多段分段混沌多时编码波形设计
•     4.4.3 多段分段混沌多时编码波形性能分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 混沌调制雷达正交波形抗有源欺骗干扰研究
•   5.1 有源欺骗干扰原理
•     5.1.1 距离欺骗干扰
•     5.1.2 速度欺骗干扰
•     5.1.3 距离-速度欺骗干扰
•   5.2 雷达波形设计抗干扰原理
•   5.3 混沌序列调制雷达波形抗干扰性能
•     5.3.1 混沌频率调制波形抗干扰性能
•     5.3.2 混沌相位编码波形抗干扰性能
•     5.3.3 混沌频率-相位复合调制抗干扰性能
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张杰

导师: 吕幼新

关键词: 雷达,波形设计,混沌信号,多段分段,有源欺骗干扰

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,武器工业与军事技术,电信技术

单位: 电子科技大学

分类号: O415.5;TN974

总页数: 79

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