雷达通信一体化波形设计与多假设跟踪

发布时间：2020-03-24 08:29

【摘要】：现在无线频率资源变得越来越紧张,在相同的频谱上实现更多功能具有重要意义。同时,一些应用中对电子设备承载更多的功能以节约空间和成本更感兴趣。因此,雷达通信一体化(RCI)引起了许多领域学者的关注。通信功能优选具有更多种类的序列,但雷达功能仅优选具有良好距离旁瓣的序列,而这在实际中可能只占很小的一部分。对于当前的研究现状,主要有两种策略,即单载波RCI和多载波RCI。多载波RCI主要指基于OFDM的多载波RCI,但该方法缺少优化距离旁瓣的有效机制。单载波RCI目前通过DSSS技术实现,且存在有效的优化工具来优化具有低距离旁瓣和低互相关旁瓣的一组序列。然而现有的优化工具在变量数众多的情况下仍然难以运行以抑制众多的自相关和互相关旁瓣。本文研究了单载波RCI,并提出了两种可以在实际中更容易实现的方法。在第2章中简要介绍了雷达与通信之间的需求差异,然后介绍了几种现有的RCI方法,包括单载波RCI和多载波RCI,并从不同的角度进行了比较。本章还介绍了一体化波形设计的一些基本内容,包括几种一体化波形设计准则、常用的雷达信号和通信信号。在第3章中提出了一种在脉冲雷达模式下运行的单载波雷达通信一体化方法。主要思想是对离散通信相位进行微扰以得到较低的距离旁瓣电平。首先将数字通信序列划分成固定大小的字母表的块,然后将块中元素的可能性映射到数字相位编码序列,如BPSK和QPSK序列。接下来,对于每个序列构建优化准则,即在一界限内优化相位以得到较低的PSL。在通信接收端小幅度的相位扰动将被视为相位噪声,这样可以正确地解调相位码元。若码元解调正确,则远程接收端可以正确推断出相位扰动。该算法可以通过有效的并行计算平台来实现。本文还提出了一种实施方案。BPSK和QPSK序列的数值结果表明,小幅度的相位扰动可以大幅度地降低距离旁瓣电平,而且不会显著地提高误码率;而且本章中的大部分优化的一体化波形具有较好的距离旁瓣电平。在第4章中,首先指出一些通信序列即使在相位扰动之后距离旁瓣依然较高,例如全一序列。因此,本文提出了另一种方法,该方法由雷达信号和通信信号按照一定的比例融合而成,且在优化准则中,通信码元需要考虑是否进行相位扰动。数值结果表明,即使通信序列是全一序列,该方法也可以显著抑制距离旁瓣电平。此外,由于可用的自由度更大,该方法的峰值旁瓣电平优于前者。在第5章中,还研究了多目标跟踪中的一种数据关联算法,即MHT算法,主要介绍了MHT算法的研究现状,包括假设生成技术和假设概率计算方法。为了解决MHT算法的组合爆炸问题,以便能够实际应用,还研究了两种假设约简技术,包括K-best最优假设方法和N-scan剪枝方法。最后通过数值仿真分析了MHT算法的性能。
【图文】：

意味着频率测量精度比较高，而时间测量精度比较差。(a) AF 图 (b) 模糊等高图图2.1 矩形脉冲的 AF 图及模糊等高图分别令 τ 0、df 0可得相应的速度 AF 图和距离 AF 图，，如图 2.2(a)和图 2.2(b)所示。时延/s普勒频移多H/z-1 -0.5 0 0.5 1-10-50510

(a) AF 图 图2.3 LFM 脉冲的 A(a) 速度 AF 图 图2.4 LFM 脉冲的速度◆相位编码信号其表达式为-10 -5 0 5 100.20.40.60.81多普勒频移/Hz一化归度幅
【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】：2019
【分类号】：TN953

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本文编号：2598072