基于分数傅里叶变换的雷达通信一体化信号设计

发布时间：2020-05-18 13:08

【摘要】：雷达通信一体化系统融合了雷达和通信两个系统的功能,其由于能有效的降低设备间的电磁干扰,减小设备体积等优势而被广泛关注。然而目前尚未有完善的雷达通信一体化信号设计方案使得雷达和通信系统能同时良好运行达到较好的探测和通信性能。如何设计一个雷达和通信功能互不干扰的信号是实现雷达通信一体化的难点。鉴于此,本文设计了一种基于分数傅里叶变换的一体化信号,致力于实现雷达和通信功能的互不干扰。首先,本文对现有的雷达通信一体化研究进行了归纳分析,总结了叠加信号和单一信号两种设计思路的实现方式。然后,阐述了脉冲雷达和连续波雷达的基本系统组成与雷达的测速测距工作机理以及通信系统的基本组成。接着,在分析了雷达系统与通信系统的相似及差异性后给出了适用于雷达通信一体化系统传输的信号波形,为通信中的单频信号。其次,引入了分数傅里叶变换域的基本定义与性质,分析单频信号在分数傅里叶变换域的频谱特征。一体化信号采用简单的通信中的单频信号,利用单频信号的分数傅里叶变换为线性调频信号这一特征,在分数域处理雷达数据的思想应运而生。而后建立了雷达通信一体化系统的实现模型,通信接收机与传统的通信接收机一致,而雷达接收机仅仅多了一个分数傅里叶变换模块。接下来对一体化信号的探测机理进行了分析,推导信号在分数域的锯齿波调制与三角波调制线性调频连续波雷达的测速测距原理。最后,分析了雷达通信一体化系统的性能。对于一体化系统中的雷达性能,分析推导了分数域线性调频连续波雷达的最大非模糊距离以及距离分辨率,给出了存在多个目标情况下虚假“镜像”目标的解决方案;从雷达接收机匹配滤波器输出以及时域-分数域联合相关函数的角度推导了雷达的模糊函数表达式,其为传统线性调频连续波雷达模糊函数的广义形式。然后对通信系统的性能进行简略分析,并给出了雷达通信一体化系统的仿真验证。
【图文】：

a) 正弦信号时域波形 b) 线性调频信号时域波形图 3-1 正弦信号及线性调频信号时域波形a) 正弦信号时间-分数阶频率分析 b) 线性调频信号时间-频率分析图 3-2 分数域信号与线性调频信号时频分析以上为对信号的时域或分数傅里叶变换域的波形进行分析，接下来从分数域频谱的角度来表征信号的分数域特征，并与线性调频信号频谱特征进行对比研究。信号 的分数傅里叶变换域频谱可以表示为：

a) 正弦信号时间-分数阶频率分析 b) 线性调频信号时间-频率分析图 3-2 分数域信号与线性调频信号时频分析以上为对信号的时域或分数傅里叶变换域的波形进行分析，接下来从分数域频谱的角度来表征信号的分数域特征，并与线性调频信号频谱特征进行对比研究。信号 的分数傅里叶变换域频谱可以表示为：(3-22)
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.51

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 陈兴波;王小谟;曹晨;徐山峰;孙延坤;;雷达通信综合化波形设计技术分析[J];现代雷达;2013年12期

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本文编号：2669763