基于OFDM的雷达通信一体化信号设计研究

发布时间：2017-09-27 07:46

  本文关键词：基于OFDM的雷达通信一体化信号设计研究

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【摘要】：在早前,诸如雷达、通信以及电子战等应用通常在收发操作层面上是相互独立的,且分别拥有各自独立的收发器及信号处理设备。由此也带来了资源冗余、电磁兼容性差、规模庞大、缺乏灵活性、设备之间相互干扰等一系列问题。随着技术的不断发展,雷达和无线通信技术的射频前端结构变得越来越相似。一方面,大量的以往通过硬件平台才能完成的应用正逐渐被数字信号处理技术替代。另一方面,通信系统使用的载波频率已经扩展到微波频段,数量级上与传统用于雷达应用的频段相当。因此,一个联合的雷达通信射频硬件平台利用现有的技术很容易实现。这样的一个平台提供了新的系统概念和应用可能,更为重要的是,使用一种适合雷达和通信一体化应用的波形,频谱资源就能够得到高效的利用,而且两种应用也可以同时进行,这有助于解决频谱资源使用受限的问题。本文就适合于雷达通信一体化应用的共享信号设计工作展开研究。首先介绍了国内外的研究现状,并简要介绍了当前的理论研究,分析了存在的频谱资源使用受限和数据率低下等关键问题。其次在分析雷达系统和通信系统差异性以及相似性的基础上,通过雷达方程和通信方程的统一性研究,证明了两者的内在一致性及一体化系统的可行性。然后分析了硬件上雷达和通信系统组合的七种方式,并对共享信号设计的考虑和要求进行了深入研究。OFDM技术在通信和雷达领域都有着广泛的应用,本文重点研究了基于OFDM的雷达通信一体化信号设计,从多个方面对OFDM雷达信号的处理技术进行了研究,包括单个OFDM码片处理结果分析、OFDM码片序列相干积分以及解多普勒模糊等。在此基础上提出了基于波束扫描的目标距离速度联合估计方法,通过仿真研究了通信调制信息对一体化信号模糊函数的影响,验证了基于波束扫描的目标距离速度联合估计方法的有效性,并对其通信性能进行了仿真研究。同时研究了基于压缩感知的目标距离和速度联合估计算法,实现对潜在目标距离和速度的联合高分辨估计,仿真实验验证了算法的有效性。
【关键词】：雷达通信一体化 波形设计 压缩感知 模糊函数 OFDM
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN95;TN929.53
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 课题研究背景及现实意义15-17
• 1.2 国内外研究现状17-19
• 1.3 当前的理论研究19-24
• 1.4 本文研究的主要内容24
• 1.5 本文的组织结构24-27
• 第二章 雷达通信一体化系统可行性分析27-37
• 2.1 引言27
• 2.2 雷达系统与通信系统差异性分析27-29
• 2.3 雷达系统与通信系统相似性分析29-30
• 2.4 雷达方程和通信方程统一性分析30-33
• 2.5 雷达通信组合方式及一体化波形设计要求33-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 基于OFDM的雷达通信一体化信号研究37-67
• 3.1 引言37
• 3.2 OFDM技术基础37-41
• 3.2.1 频谱扩展单载波信号及处理方法37-39
• 3.2.2 OFDM技术原理39-40
• 3.2.3 OFDM信号PAPR分析40-41
• 3.3 模糊函数分析41-45
• 3.3.1 模糊函数定义及性质41-42
• 3.3.2 模糊函数分类42-43
• 3.3.3 OFDM雷达通信一体化信号模糊函数分析43-45
• 3.4 基于OFDM的雷达通信一体化信号雷达处理研究45-54
• 3.4.1 OFDM雷达信号处理方案45-49
• 3.4.2 基于波束扫描的雷达信号处理方法49
• 3.4.3 单个OFDM码片信号处理结果分析49-52
• 3.4.4 OFDM码片序列相干积分和解多普勒模糊52-53
• 3.4.5 测量精度53-54
• 3.5 基于压缩感知的目标距离和速度联合估计方法54-55
• 3.6 仿真实验55-65
• 3.6.1 雷达通信一体化信号模糊函数仿真研究55-60
• 3.6.2 基于波束扫描的雷达通信一体化信号处理60-62
• 3.6.3 基于波束扫描的雷达通信一体化信号处理62-63
• 3.6.4 雷达通信一体化信号通信性能仿真研究63-65
• 3.7 本章小结65-67
• 第四章 总结与展望67-69
• 4.1 论文工作总结67
• 4.2 论文工作展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 作者简介75-76

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