基于OFDM技術的雷達通信共享信號設計研究.pdf

1、現(xiàn)今武器平臺受到的威脅日趨增多,所面臨的電磁環(huán)境亦更為復雜。為應對這一狀況,武器平臺必須裝備愈來愈多的電子設備,這無疑會影響其機動性,帶來電磁兼容問題,進而降低整體作戰(zhàn)效能。為減小武器平臺的體積和電磁干擾,一種有效的途徑就是實現(xiàn)電子裝備的一體化。雷達與通信作為武器平臺中的兩個重要組成部分,二者一體化的實現(xiàn)意義重大。
　　為最大限度的實現(xiàn)雷達通信一體化,人們提出了信號能量共享的概念?；谛盘柲芰抗蚕淼睦走_通信一體化系統(tǒng),就是利用系統(tǒng)

2、公共資源,使得所設計的共享信號在實現(xiàn)雷達目標探測的同時,能夠進行數(shù)據(jù)的高效傳輸。
　　本文基于信號能量共享的思想,利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復用)技術,對雷達通信一體化信號共享做了大量的研究,主要工作和創(chuàng)新如下:
　　1)分析了傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間的差異性和相似性,以及雷達通信一體化實現(xiàn)所帶來的資源約束問題。在此基礎上,建立了對雷達通信共

3、享信號進行評價和設計的基本準則。
　　2)在分析現(xiàn)有的基于OFDM和基于偽隨機序列的雷達通信一體化實現(xiàn)方式缺陷的基礎上,通過將OFDM技術與擴頻技術相結合設計了一種新的共享信號,即MC-CDMA(Multicarrier CDMA,多載波碼分多址)共享信號。擴頻技術的使用,使得該共享信號具有更低的截獲概率、更強的通信保密性以及潛在的多址能力,同時較現(xiàn)有OFDM共享信號的峰均功率比低4dB以上。
　　3)對MC-CDMA共享信

4、號和LFM信號模糊函數(shù)進行了對比分析,前者具有圖釘形的模糊函數(shù),但距離和多普勒旁瓣較高。針對這一問題,本文就MC-CDMA信號特殊的時頻域結構,引入了一種基于調制符號的雷達信號處理算法,并利用加窗旁瓣抑制技術對其進行了改進,加窗加權使得MC-CDMA信號距離旁瓣最大可降低47dB。此外,該算法可以徹底消除共享信號中所調信息對目標檢測的影響,較傳統(tǒng)的基于相關的處理方法,距離旁瓣最大可降低45dB。
　　4)針對OFDM信號峰均功率比

5、較大以及CE-OFDM(Constant Envelope OFDM,恒包絡OFDM)信號載波間干擾有待降低的缺陷,結合恒包絡調制技術以及MSK信號快速滾降的頻譜特性設計了一種新的共享信號,即CE-MSK-OFDM共享信號。該信號使得OFDM信號峰均功率比降至0 dB這一理想狀態(tài),并有效降低CE-OFDM信號的載波間干擾。
　　5)將CE-MSK-OFDM共享信號與理想相位編碼下的OFDM雷達信號模糊函數(shù)進行了對比。仿真表明,CE

6、-MSK-OFDM共享信號具有更好的模糊函數(shù)特性,所攜帶的通信信息幾乎不會對系統(tǒng)雷達性能帶來負面的影響。為便于后續(xù)系統(tǒng)波形參數(shù)的設計,還對各個參數(shù)對其模糊函數(shù)性能的影響進行了仿真分析。
　　6)從系統(tǒng)的角度出發(fā),對系統(tǒng)波形參數(shù)、工作模式以及鏈路維護進行了設計與分析,并分別構建了基于MC-CDMA和CE-MSK-OFDM的雷達通信一體化系統(tǒng)框架,對系統(tǒng)的雷達性能和通信性能進行了仿真分析。仿真表明,鏈路連通區(qū)內平均吞吐率在2Mbps以