基于多种群分层协作遗传算法的MIMO雷达正交多相编码信号设计

正交多相编码信号具有大输出主副比和高安全性而倍受关注,利用自相关旁瓣峰值、互相关峰值、总的自相关旁瓣能量和互相关能量最小设计了MIMO雷达正交多相编码信号优化的代价函数.基于多种群协作及高层种群高效决策的思想,运用普通群体挖掘优化空间而高层种群引导种群更快的收敛到全局最优解,提出了多种群分层协作遗传算法,并将其应用于MIMO雷达正交多相编码信号设计,实现了MIMO雷达信号的距离、速度测量的同时提高分辨力,仿真结果表明了本文方法的有效性和可靠性.     

基于循环方法的MIMO雷达波形设计

提出了一种新的正交多相码,它可以应用于多输入多输出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)雷达系统中,增加雷达系统的自由度,提高空间分集增益,改善雷达系统的整体性能。该方法利用循环方式实现了发射信号的自相关和互相关函数的最优化,给出了基于循环方法设计正交波形的步骤;并与一种经典的正交频分线性调频信号波形设计方法进行了实验比较。仿真结果验证了该方法的有效性和优异的性能。     

多目标混沌MIMO雷达的模糊函数研究

将混沌信号作为MIMO雷达的正交信号,以均匀线阵布阵,对多个目标的混沌MIMO雷达的模糊函数进行了研究,给出了MIMO雷达模糊函数的表达式,并进行了计算机仿真,结果表明:混沌MIMO模糊函数对时延及多普勒频移不同的目标能够进行分辨,具有较高的目标定位能力和距离分辨力.     

相控阵MIMO随机多相码雷达高速目标探测

为解决传统单输入单输出雷达对高速目标不能进行长时间有效相参积累检测的问题,提出一种基于相控阵多入多出( MIMO)随机多相码雷达的高速目标探测方法.通过多路回波数据短时间相参并行处理,保证相参处理间隔内目标运动不超过半个距离单元,避免了目标距离走动引起的检测性能恶化.将发射阵列分成多个重叠的子阵,子阵内的相参处理提高了发射处理增益,子阵间的波形分集提高了角度分辨率,实现了对低信噪比高速目标距离和角度的无模糊估计.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于双卷吸引子的混沌二相码序列及其模糊特性

混沌信号由于其特有的性质,在雷达中具有广阔的应有前景。该文利用基于Ｗｉｎｅｎ电桥和负阻转换器电路,产生的双卷吸引子混沌信号,获得了相应的混沌二相码序列雷达波形。借助于集成电路模拟程序模拟结果,讨论了该二相序列的二值均衡性和游和分布与电路参数的关系。     

基于优化多相编码和天线设计的MIMO STAP研究

多发多收（MIMO,multiple input and multiple output）雷达发射正交波形以获得良好的波形分集增益和更高的自由度。为了提高信号的自相关和互相关性能,采用循环算法（CA,cyclic algorithm）,得到了具有低自相关旁瓣峰值（ASP,auto correlation sidelobe peak）和互相关峰值（CP,cross correlation peak）的多相编码信号。仿真实验基于优化多相编码信号和天线阵列结构实现STAP（space-time adaptive processing）,克服了多信号间相互影响、稀疏天线布阵结构导致的盲速和密布天线布阵影响孔径大小等问题,验证了本文方法有效性。     

峰均比约束下机载MIMO雷达频谱共存波形设计

为了进一步增强雷达对地面动目标的检测性能,同时能够实现与通信系统之间的频谱共存,研究了机载多输入多输出(MIMO)雷达在地杂波环境下的频谱共存波形设计问题。首先对波形施加了峰均比(PAR)约束,然后考虑了全局频谱设计和局部频谱设计2种设计方法,最后提出了一种新颖的循环迭代算法,在每次迭代过程中通过凸近似处理将原非凸优化问题转化为可解的凸优化问题,再使用可行点追踪连续凸近似(FPP-SCA)算法直接求出波形的最优解。仿真结果表明:与现有算法对比,该算法具有更快的运算速度,而且能够对波形起到峰均比约束的效果。     

基于优化多相编码和天线设计的MIMO STAP方法研究

多收多发雷达发射正交波形以获得良好的波形分集增益和更高的自由度。为了提高信号的自相关和互相关性能,采用循环算法,得到了具有低自相关旁瓣峰值和互相关峰值的多相编码信号。仿真实验表明,与本文提到其他优化方法相比,循环算法运算量低、收敛速度快。结合优化波形和发疏收密天线阵列结构,实现多发多收雷达杂波抑制和动目标检测,解决了天线阵列稀疏导致的盲速等问题,实现了良好的空时自适应处理性能。     

一种灵活抗多普勒的MIMO雷达波形设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达正交波形经脉冲压缩后距离旁瓣高的问题,提出一种基于过采样广义Prouhet-Thue-Morse(GPTM)序列和完备互补码(CCC)的MIMO雷达波形.在过采样GPTM序列的控制下,不仅可以使得基于CCC的MIMO雷达波形在模糊函数的零多普勒轴附近有效降低距离旁瓣,还可以在特定的多普勒频率附近消除距离旁瓣.最后,利用仿真,验证所设计波形的性能,并与已有同类波形的性能进行对比.     

面向邻近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法

针对雷达系统邻近多目标分辨性能较差的问题,提出了一种面向邻近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法。首先,通过数字波形产生器生成正交频分复用信号,作为雷达发射波形,并对其进行相位编码调制;其次,将发射波形设计问题转化为最优化问题,以最小化发射信号功率峰均比为目标函数,最大距离旁瓣电平和距离模糊函数包络变化因子为约束构建优化模型;然后借助序列二次规划法求解该优化模型,得到最优发射波形,提高波形固有分辨能力,进而增强接收端匹配滤波性能。仿真结果表明,该方法能够得到更低的信号峰均比,与时域移位削峰和改进的子载波预留法相比,距离旁瓣性能损失降低了约17.4%和36.9%,且序列长度和初始序列类型对算法性能影响较小。     

稳健MIMO雷达发射波形和接收滤波器优化

针对雷达阵元功率放大器非线性以及在拥挤电磁频谱环境下所面临的频谱干扰,以雷达发射波形峰均比和在干扰频带内的发射能量为约束条件,结合弱目标方向估计不准的情况,提出一种稳健的MIMO雷达发射波形和接收滤波器联合优化方法.通过半正定松弛、Charnes-Cooper转换、序列优化和Max-min优化理论,将目标方向不确定集内非凸的优化问题转化为关于发射波形和接收滤波器的子凸优化问题进行求解;最后通过随机向量合成得到最终发射波形和接收滤波器.该方法在提高算法稳健性的同时,使每个阵元发射波形满足特定峰均比并且在干扰频带内形成零陷,从而提高MIMO雷达在实际应用环境下的工作性能,仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于非均匀子阵划分的MIMO雷达阵列设计研究

本文提出一种非均匀子阵划分的MIMO雷达阵列设计方法,其不但具有和均匀子阵划分的MIMO雷达（也称为相控阵-MIMO雷达）相同的优势—能同时获得相干处理增益和波形分集增益;并且,不同孔径的子阵使子波束的形成更加灵活;更大的子阵孔径给发射端提供了额外的自由度。 理论分析表明,与相控阵-MIMO雷达相比,采用常规波束形成,当干噪比比较低时,所提的非均匀子阵划分的MIMO雷达的输出信干噪比（SINR）更高。仿真实验也证明了上述理论分析的正确性,并表明所提的非均匀子阵的划分方法可以获得更低的副瓣电平。在最小方差无畸变响应波束形成下,零陷更深,输出SINR更高并且抗干扰能力更强。     

基于雷达波形设计的抗C&I干扰方法

针对CI干扰利用线性调频信号距离-多普勒耦合特性形成多移频假目标的原理,基于模糊函数理论设计了一种新型多普勒稀疏敏感波形.该波形破坏了干扰信号经匹配接收后在多普勒域上的输出连续性,仅输出零多普勒的主假目标.采用聚类方法对主假目标进行特征模式分析,并结合最小二乘估计干扰参数,实现CI干扰中的真实目标检测.仿真结果表明该方法能够在抗CI干扰的同时完成目标检测.     

基于互补序列码的超宽带搜救雷达信号处理

根据超宽带雷达目标特性建立了人体探测模型,并利用互补序列码编码的超宽带脉冲串信号对人体模型进行探测仿真.通过对比编码信号与非编码信号的探测结果和不同信噪比下互补码的探测结果,得出经互补序列码编码的超宽带雷达脉冲信号具有很好的抗噪声能力,是超宽带搜救雷达发射脉冲串的理想编码方式.     

基于RS码的宽间隔跳频序列设计

跳频通信具有优良的抗干扰性能和多址组网的能力,在军事通信和民用移动通信中得到了广泛的应用.跳频序列的设计是跳频通信系统的关键技术,对跳频系统的抗干扰性能具有决定性的影响.提出了一种基于RS(L,2)码跳频序列的产生方法,并采用对偶频带法对其进行宽间隔处理.其性能分析和仿真结果表明,这种宽间隔RS码跳频序列的图案分布均匀,相邻跳频点的跳变间隔较大,具有良好相关特性:汉明自相关旁瓣是0,汉明互相关不大于1.     

基于波形分析的彩色QR码识别

彩色QR码在RGB空间存在不同灰度级别的码块,采集过程中受到点扩展函数的影响,导致相邻码块间串扰严重。为了消除相邻码块的干扰,提出了一种基于波形分析的彩色条码信号恢复算法,并结合QR码采样网格,对条码进行识别。首先通过定位图形确定采样网格,分割单行条码,然后通过横向脉冲扫描建立单行条码的波形,通过波形分析对高斯点扩展函数的方差进行估计,并对抽样信号进行反卷积,完成识别。实验表明本算法对彩色QR条码的识别准确迅速,对推动彩色条码的应用起到了一定的作用。     

基于旋转阵列的MIMO雷达误差校正方法

针对集中式多输入多输出(MIMO)雷达发射端和接收端同时存在位置误差和幅相误差的问题,提出一种基于旋转阵列的误差校正方法.首先利用旋转阵列获得不同方位的回波数据,从而将耦合在一起的位置误差和幅相误差相分离,并通过解相位模糊得到虚拟阵列的位置信息,再根据虚拟阵列的形成原理,分别获得收发阵列的位置误差.然后,由回波数据协方差矩阵最大特征值所对应的归一化的特征向量求得发射端和接收端的幅相误差估计.最后通过仿真实验验证了方法的有效性和可行性.结果表明:在多种阵列误差并存的情况下,该方法复杂度低,能获得较精确的结果,且该方法还适用于非均匀MIMO雷达阵列.     

基于离散超小波变换的光码正交码

在光码分多址系统中,提高系统容量需要增大光正交码的长度,从而压缩光脉冲,而超短光脉冲的产生不易实现。针对这一问题,提出了一种研究光正交码的新方法,采用离散超小波变换对光正交码进行变换,经变换之后得到的新光正交码集仍具有良好的自相关性与互相关性。由此,对光正交码的研究与构造可转化为对新正交码的研究与构造。且采用该方法构造的光正交码在光码分多址系统中能有效地提高系统容量。