基于相位编码信号的MIMO引信抗干扰性能研究

发布时间：2020-07-13 15:36

【摘要】：现代电子战争环境日益复杂,其中最重要和最具有挑战性方面的内容就是电子对抗。MIMO(Multiple Input Multiple Output)引信相比于传统引信拥有很多优点,比如降低截获概率、提高抗干扰性能、提高测向精度等。相位编码信号模糊函数呈“图钉”型,作为引信发射波形信号能进一步提高MIMO引信抗干扰性能。本文以基于相位编码信号的MIMO引信为研究对象,以强有源干扰为研究背景,分析了 MIMO引信抗有源压制式干扰性能并具有针对性地提出了几种干扰抑制算法。研究期间针对基于相位编码体制的MIMO引信主要工作和贡献有:1.介绍了 MIMO引信的基本原理及信号处理流程。重点分析了 MIMO引信的测距测速算法,通过MATLAB搭建了 MIMO引信信号处理平台。2.分析了有源压制式干扰中常见的几种干扰对MIMO引信测距测速的影响。分析了干扰数学模型、时频特性等。通过仿真分析对比了几种干扰的时域、频域特点,从干扰波形方面分析了干扰载频对MIMO引信的干扰机理,并从匹配滤波输出信干比角度对比分析了噪声调幅、噪声调频、噪声调相三种干扰对基于相位编码MIMO引信测距测速的影响。3.针对性地对噪声调幅干扰、噪声调频干扰提出了相应的抗干扰方法。针对噪声调幅干扰频率不变的特点提出了频域对消算法,该算法关键在于对MIMO引信回波信号中干扰频率估计的正确性,基于DFT提出一种校正方案;针对噪声调频干扰频率变化的特点提出了延迟自相关算法和时域对消算法,延迟自相关算法可以将强干扰下的有源干扰抑制为小功率正弦波,但是会带来回波数据部分丢失。为了解决数据丢失问题提出了时域对消算法,通过对时域参数估计消去干扰,可使负信干比回波通过处理到达3dB左右且不会丢失目标有用信息。4.分析了有源干扰对MIMO引信的空域DOA估计影响。对比分析了传统MUSIC算法与MIMO-MUSIC算法,从相关系数和矢量角度分析了有源干扰对DOA估计的影响。针对性地提出了 RC-ROOT-MUSIC算法,大大降低了复杂度并获得了信噪比增益;针对空域可能存在几个方向的干扰提出一种预处理方法,能有效抑制各个角度的干扰,并且使来波方向信号功率最大化。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN97
【图文】：

互相关,相关点,归一化自相关,码长

逡逑上述两种不同长度的正交相位编码归一化自相关和归一化互相关如图２－３所示：逡逑￥胃１自：８８１＾２自：码１和编码２互相关码１和编码３互相关码１和编码４互相关逡逑０0逦１０逦２０逦３０逦４０逦％逦１０逦２０逦３０逦４０逦０逦２０逦４０逦０逦２０逦４０逦０逦２０逦４０逡逑相关占数逦相关存挝逦相关点数逦相关点数逦相关点数逡逑编两３§相关逦编择＿’’相关逦编码２和编码３互相关编码２和编码４互相关编码３和编码４互相关逡逑１，逦逦逦邋１，逦逦邋０．４１逦邋０．８１逦邋０４．逦逡逑＇．ＬＬｈＬＬＪ逡逑°０逦１０逦２０逦３０逦４０逦Ｕ0逦１０逦２０逦３０逦４０逦０逦２０逦４０逦０逦２０逦４０逦０逦２０逦４０逡逑相关点数逦相关点８逦相关点数逦相关点数逦相关点？逡逑（ａ）逦２

自相关旁瓣,四相编码信号,峰值,位码

而互相关峰值也控制在０．２５左右，这就说明此类编码信号作为发射波形满足足发射波逡逑形正交性要求。在设计过程中发现编码长度越大正交性越好，其自相关旁瓣峰值和互相逡逑关峰值归一化结果如图２－４所示，码长越长解调后信号处理积累时间也会越长，这与引逡逑信的爆破实时性要求相违背，在选择编码长度时需要综合考虑，查阅ＭＩＭＯ发射波形的逡逑相关资料并结合引信要求本文码长选择４０，因此在本文后续研究中，ＭＩＭＯ引信发射端逡逑的码长都是４０。逡逑０．４＆逦１逦１逦ｒ１１逦■邋■邋Ｉ逦１逦１逦１逦１逦１逦逡逑０．４邋■邋＇逦－逡逑ｍ邋＼逡逑Ｓ邋０．３５邋■逦＼逦－逡逑v苠危苠义希渝澹埃冲澹垮危苠危义希礤危苠义橡澹埃玻靛澹垮危苠危垮义蟶_逦＼逡逑Ｓ邋0２邋■逦＼逦■逡逑＾邋0邋－１５邋■逦Ｖ．逡逑Ｉ逡逑５１邋０．１－邋，一？？卜逦、■逡逑０邋０５＾逦１逦１逦１逦１逦１逦１逦１逦１逦１逦逡逑２０逦３０逦４０逦５０逦６０逦７０逦８０逦９０逦１００逦１１０逦１２０逡逑编me长虔逡逑图２－４自相关旁瓣峰值和互相关峰值与编码长度的关系逡逑取４０位码长的四相编码信号的第一路编码，在高斯白噪声背景下，经过ＱＰＳＫ调逡逑制和解调后，其发射端和接收端星座图对比结果以及高斯信道误码率曲线如图２－５所示。逡逑ＱＰＳＫ信号呈座图（Ａｗｇｎ〉逦，逦误码率曲线逡逑２，逦．逦．逦．逦．￣■——？．．．．．．邋，．．．邋．逦１0＇＼逦—Ｔ———ｒ—逦

曲线图,星座图,误码率,曲线图

【参考文献】