OFDM雷达信号性能分析与优化

发布时间：2017-04-07 18:08

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【摘要】：OFDM(正交频分复用)雷达是近年来兴起的一种新体制雷达。由于其具有大时宽带宽积、良好的抗干扰性能、较高的频谱利用率和易于数字化处理等诸多优点近年来备受国内外学者关注。针对雷达目标的频率响应和雷达发射信号的频率有关设计合适OFDM的波形,对提高OFDM雷达对目标的检测性能具有重要意义。另外,随着电子对抗的日益激烈,军用雷达对抗干扰能力要求越来越高,而OFDM雷达由于发射信号具有复杂的时频特性,敌方很难精确估计发射信号波形和瞬时频率;因此,研究OFDM雷达的抗欺骗式干扰具有重要意义。本文针对上述两个方面展开研究,主要研究内容如下:①简要介绍了OFDM雷达的基本工作原理,并给出了其信号模型。针对OFDM雷达存在的峰均比过高的问题,该问题使得OFDM雷达在工程实现上存在困难。对现有的子载波加权和初始相位加权两种典型的峰均比抑制方法进行了深入分析,对比了两种方法峰均比抑制效果和优缺点并给出了峰均比抑制方法的思路;最后,通过计算机仿真验证了其峰均比抑制效果。②OFDM雷达信号属于大时宽带宽积信号,在运用窄带模糊函数分析时具有一定的局限性;本章首先给出了OFDM雷达信号的回波模型,在此基础上推导了LFM-OFMD出的宽带模糊函数表达式,分析了LFM-OFDM雷达的时频分辨性能。分析结果表明,LFM-OFDM信号具有近似图钉型的模糊函数,且时频分辨性能得到很大提升,该结果可用于OFDM雷达系统的设计分析。③针对雷达目标的频率响应和雷达发射信号的频率有关,当目标运动时目标的散射系数会发生变化;本章利用自适应雷达的思想用目标散射系数和频率的关系对模糊函数进行改进,提出一种基于均方误差的自适应波形设计方法。实验结果对比分析了固定参数OFDM脉冲雷达信号和自适应OFDM脉冲雷达信号的模糊函数的特点,实验结果表明自适应OFDM脉冲雷达信号在能量上分布更合理。④传统发射线性调频信号雷达在欺骗式干扰抑制能力有限,而OFDM雷达由于发射信号具有复杂的时频特性,敌方很难精确估计发射信号波形和瞬时频率。因此,OFDM雷达具有很强的抗欺骗式干扰能力,本章深入分析了OFDM雷达抗干扰原理,并通过OFDM-SAR成像验证了其抗欺骗式干扰能力。
【关键词】：OFDM雷达 模糊函数 包络峰均比 自适应波形优化
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-11
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 本文的主要内容及结构9-11
• 2 OFDM脉冲雷达基本原理简介和问题分析11-24
• 2.1 OFDM信号简介11-13
• 2.2 OFDM脉冲雷达工作原理13-17
• 2.3 OFDM脉冲雷达问题分析17-23
• 2.3.1 OFDM信号的包络峰均比定义17-18
• 2.3.2 OFDM峰均抑制方法及仿真18-23
• 2.4 小结23-24
• 3 OFDM雷达波形设计24-45
• 3.1 雷达波形理论分析的意义24-30
• 3.2 脉冲雷达常见波形30-36
• 3.2.1 矩形脉冲波形及性能分析30-33
• 3.2.2 线性调频信号及性能分析33-36
• 3.3 OFDM脉冲雷达信号及性能分析36-40
• 3.4 LFM-OFMD脉冲雷达信号及性能分析40-43
• 3.5 小结43-45
• 4 一种基于均方误差的自适应OFDM雷达波形优化方法45-56
• 4.1 改进宽带模糊函数45-46
• 4.2 OFDM脉冲雷达改进模糊函数46-48
• 4.3 自适应OFDM脉冲雷达波形48-55
• 4.3.1 散射系数估计48-50
• 4.3.2 自适应OFDM脉冲雷达信号优化50-51
• 4.3.3 自适应OFDM脉冲雷达信号参数设计和仿真51-55
• 4.4 小结55-56
• 5 OFDM雷达信号欺骗干扰抑制研究56-68
• 5.1 随机OFDM雷达信号模型56-61
• 5.2 欺骗式干扰抑制61-65
• 5.2.1 瞬时频率估计61-63
• 5.2.2 融合欺骗式干扰抑制的目标成像方法63-65
• 5.3 计算机仿真结果及其分析65-67
• 5.4 小结67-68
• 6 总结与展望68-70
• 6.1 本文工作总结68
• 6.2 展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-73
• 附录73
• A. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录：73

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本文编号：291009