博弈条件下雷达波形设计策略研究

为提高电子战中弹载雷达检测性能,该文提出基于纳什均衡的雷达波形设计方法。首先建立电子战条件下雷达与干扰信号博弈模型,基于最大化信干噪比(SINR)准则,分别设计了雷达和干扰的波形策略;然后通过数学推导论证了博弈纳什均衡解的存在性,设计了一种重复剔除严格劣势的多次迭代注水方法来实现纳什均衡;通过二步注水法推导了非均衡的maxmin优化方案;最后通过仿真实验测试不同策略下雷达检测性能。仿真结果证明,基于纳什均衡的雷达信号设计有助于提升博弈条件下雷达检测性能,对比未博弈时,雷达检测概率最高可提升12.02%,较maxmin策略最高可提升3.82%,证明所设计的纳什均衡策略更接近帕累托最优。     

雷达与通信共享频谱波形设计算法研究

现代电磁频谱环境随着通信、雷达等各领域的发展拥挤问题日益突出。为提高频谱资源利用率,本文从雷达发射端角度出发,通过波形设计手段缓解频谱拥堵问题,寻找满足具有良好自相关特性,频谱特定频带能量约束的波形序列。本文首先以凸优化为工具,建立数学模型,然后在问题模型凸松弛求解之后利用高斯随机化方法寻找优化信号,但是该方法计算复杂度高,因而又提出一种新的、运算次数更少的寻找波形的方法,核心思想是利用已知矩阵某行（或列）元素得到优化信号,同时证明了误差表达式与已知矩阵之间的联系,为解决频谱共享问题提供一种新的思路。仿真实验表明,该算法效果良好,可行集内信干噪比稳定可靠,而且能够明显降低计算操作次数。      

噪声干扰背景下压缩感知雷达波形优化设计

为改善压缩感知雷达（Compressive Sensing Radar,CSR）在干扰噪声背景下目标检测及距离-多普勒参数的估计性能,该文提出一种感知矩阵平均相干系数（Averaged Coherence of the Sensing Matrix,ACSM）与信干噪比（Signal to Interference and Noise Ratio,SINR）联合优化的波形设计方法.文中首先建立了CSR距离-多普勒二维参数感知模型,推导了波形联合优化设计的目标函数,其次以多相编码信号作为优化码型并采用模拟退火（Simulated Annealing,SA）算法对目标函数进行优化求解.与传统CSR波形相比,优化设计的波形提高了CSR在低信干噪比条件下的成功检测概率,同时有效降低了目标距离-多普勒参数估计误差,由此改善了CSR在干扰噪声背景下的距离-多普勒成像质量.计算机仿真验证了该方法的有效性.     

一种基于波形集设计的降低异步DS-CDMA系统多址干扰的新方法

已有研究指出,在异步DS-CDMA系统中,每个用户chip码元使用常规7种波形中的双波形(DW)可以有效地降低多址干扰。该文提出一种基于波形集(WS)设计降低多址干扰的新方法。对于任意多的用户,均可以设计出由常规7种波形中2种或者3种波形构成的WS。相对于DW方法,每个用户只需要使用WS中的单一波形就可以进一步提升其输出端的信干噪比(SINR)和误码率(BER)性能。该文不仅给出了新方法中使用不同波形用户接收端的SINR计算公式,同时给出了不同波形用户改进高斯近似 (IGA)下的BER。理论推导和实验仿真证实了：IGA与高斯近似 (GA)的BER相比,具有与实际仿真曲线更好的重合度;新方法IGA下BER推导的准确性;基于WS的新方法相对于已有的DW方法可以进一步降低MAI以及提升多用户的SINR和BER性能。     

基于最大边缘分配算法的雷达博弈波形设计

实战背景下雷达目标先验信息有较大的不确定性,基于先验信息设计的波形不能满足参数估计的需要.为解决该问题,提出了一种博弈条件下的雷达波形设计方法.考虑到雷达与干扰机在电子对抗中的非同时性,采用Stackelberg博弈框架进行建模.该方法以优化雷达能量谱分布为策略,采用最大互信息准则建立效用函数.博弈过程中,雷达与干扰机...     

一种基于频域滤波的窄带干扰消除方法

抑制干扰是电子战和信息处理的号的带宽受到大量的广播电台、短波通信干扰的限制,很难找到较宽的且未被污染的干净频带,因此导致了接收机端很低的信干噪比,较为理想的方法是在一定的带宽要求下抑制干扰,为此我们提出了一种基于频域滤波的高自适应的窄带干扰抑制方法.计算机仿真结果表明：该方法可以有效地提高接收机的信干噪比,从而实现了大幅度改善雷达发现和检测目标的能力.     

发射波形任意合成结构下机载MIMO雷达STAP性能分析

输出信杂噪比(SCNRout)是决定机载多输入多输出(MIMO)雷达空时自适应信号处理(STAP)性能的一个重要指标,但是现有的STAP算法均无法准确地给出其理论解析式。针对上述问题,文中研究了发射波形任意合成结构下的机载MIMO雷达衡量STAP性能的SCNRout的精确理论解析式。首先,通过发射波形互相关矩阵和MIMO STAP性能之间的联系,推导得出了SCNRout的理论解析式;然后,基于对该理论解析式的分析,从发射波形任意合成结构这个角度阐述了理想MIMO雷达、MIMO相控阵雷达和相控阵雷达的STAP性能特征。仿真实验表明:推导得出的理论解析式与仿真结果精确一致,并论证分析了机载MIMO雷达STAP处理性能的优越性。所推导的理论解析式对发射波形的优化设计具有重要的参考意义。     

一种基于频域滤波的窄带干扰消除方法

抑制干扰是电子战和信息处理的关键技术,滤除窄带干扰则是抑制干扰的重要内容。通常雷达发射信号的带宽受到大量的广播电台、短波通信干扰的限制,很难找到较宽的且未被污染的干净频带,因此导致了接收机端很低的信干噪比,较为理想的方法是在一定的带宽要求下抑制干扰,为此我们提出了一种基于频域滤波的高自适应的窄带干扰抑制方法。计算机仿真结果表明:该方法可以有效地提高接收机的信干噪比,从而实现了大幅度改善雷达发现和检测目标的能力。     

基于博弈论的校园无线网络资源利用模型

无线网络中存在资源瓶颈,而网络中的节点又是理性自私的,这就导致资源分配不均。把无线网络中的资源利用和博弈理论相结合,便产生了基于演化博弈的网络资源利用模型。文中把无线网络中的功率分配,通过演化博弈理论转化为信干噪比收益,最后得到使用功率的迭代公式,与传统的功率分配方法对比后,提出了改进策略,从而为无线网络中的资源利用提供了博弈策略,提高了无线网络的资源利用率,优化了网络环境。     

基于智能反射面辅助雷达的恒模多相波形-反射面联合优化算法

该文通过联合优化雷达发射波形,接收滤波器以及部署在场景中的智能反射面(RIS),来增强雷达系统在杂波环境下的目标检测性能。在雷达波形和RIS相移矢量离散相位约束的前提下,该文采用系统输出信干噪比(SINR)为优化目标来建立RIS辅助下的雷达目标检测性能增强问题。为求解所形成的联合非凸优化问题,该文提出了一种交替优化求解策略,在每一轮迭代中基于优化子最大化的思想次序的两个关于波形和RIS相移矢量的优化子问题。仿真实验证明所提优化算法能够在满足恒模多相约束的情况下,提供高质量的RIS相移矢量-雷达收发波形,使得RIS辅助下的雷达系统目标检测性能得到明显的增强。     

基于小波包的雷达波形设计与性能分析

研究了如何利用小波包的相关理论来设计雷达波形,从小波和小波包的基本理论入手,通过分析已有的小波包的特性,提出了级联小波包来构造雷达波形的设计方法。使用自相关函数、模糊函数和时频分布等分析工具,对设计的雷达波形进行了性能分析。理论分析和计算机仿真结果均表明,基于小波包设计的雷达波形与传统的线性调频信号(LFM)相比具有更低的压缩旁瓣和更复杂的脉内特征。文中的研究成果能够为雷达的波形设计提供一种可行的方法和思路。     

基于FPGA实现DDS技术的雷达波形产生器的设计

介绍了利用Altera公司的FPGA器件(cyclone)产生线性调频信号的DDS工作原理、设计方案、电路结构。并详细讨论了利用FPGA器件实现DDS技术时，采取的一些改进优化措施。     

基于量子遗传算法的MIMO雷达正交信号波形设计

正交信号波形设计是MIMO雷达领域的研究热点,随着技术的发展,MIMO雷达对正交信号波形的性能要求越来越高。针对现有MIMO雷达正交信号波形互相关峰值较高且算法收敛速度慢的问题,为了提高码长较长的正交信号波形的性能,本文使用量子遗传算法,将量子计算与遗传算法相结合,进一步降低了波形的互相关峰值,一方面降低了不同目标回波之间的相互干扰,提高了雷达系统的检测性能,另一方面使雷达系统更难被敌方定位,提高了雷达的战场生存能力。仿真试验的结果表明,该方法能有效提高波形的正交性能,并加快了优化的速度。      

基于相位调制的宽带雷达波形优化方法

该文针对目标检测中宽带雷达信号发射-接收联合优化的问题,提出基于相位调制的宽带雷达波形优化方法。该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比。仿真结果表明在同样的条件下,与已有方法相比,该方法输出信干噪比有1.8dB左右的提高,尤其是在杂波功率谱密度相对较小的时候效果更为明显。     

基于不确定集的稳健MIMO雷达波形设计算法

针对雷达目标回波信号存在不确定性导致MIMO雷达波形优化设计性能下降问题,该文提出一种扁平椭球不确定集约束下的稳健自适应发射-接收波形联合优化设计方法。首先将目标脉冲响应的误差推广到更为一般的扁平椭球不确定集约束条件,并利用Lagrange乘子法对优化过程进行推导,得出扁平椭球不确定集约束下的闭式表达式。其次为了提高目标脉冲响应不确定集范围较大时的优化性能,采用了迭代鲁棒最小方差法进行求解(IRMVB),求得更为精确的目标脉冲响应,提高了SINR改善性能。然后进一步分析了基于扁平椭球不确定集约束条件与球体约束条件优化问题的内在联系,推导得出该文求解过程为广义对角加载方法。最后通过仿真实验表明所提算法对于目标回波信号不确定性具有更高的稳健性。     

基于线性调频时宽的MIMO雷达正交波形设计

线性调频(LFM)信号是一种被广泛应用的大时宽带宽积信号,利用LFM信号的多样性可设计多输入多输出(MIMO)雷达的正交波形。该文针对现有波形相关函数存在的问题,以理论分析为基础,提出一种基于LFM时宽的发射波形,并给出了一种相应的正交波形设计方法。该方法以峰值旁瓣电平为准则,利用序列二次规划对各子脉冲LFM信号的时宽进行优化设计。仿真结果表明,与现有方法相比,所设计波形具有较低的自相关旁瓣电平和互相关电平。此外,通过数值实验分析了相关性能随波形个数及子脉冲个数的变化关系。     

一种基于中频采样的多模雷达波形产生器的设计

提出了一种基于中频采样的数字化波形产生方法及其硬件实现方案，对其中的一些关键问题进行了定量分析。在此基础上完成了一套数字波形产生器，可产生30余种带宽为3MHz或10MHz的多种工作模式的线性调频、非线性调频信号。测试结果表明，其谐波与杂散均优于-60dB，完全达到工程应用的要求。     

发射波形合成下的机载MIMO雷达杂波统一模型

针对发射波形相关及非理想因素影响下的机载MIMO雷达杂波分布特性的问题,给出了理想情况下机载MIMO雷达杂波模型。利用信号集合及阵列导向矢量投影变换的原理,提出了基于波形合成的机载MIMO雷达杂波统一模型,分析了模型与理想MIMO雷达、相关MIMO雷达及相控阵雷达的统一关系。然后给出了多种非理想因素影响的误差矩阵,建立了非理想因素影响下的机载MIMO雷达杂波统一模型。最后仿真分析了波形相关及非理想因素影响下的MIMO雷达杂波特性,并得出结论:波形合成会产生子阵合成,当合成子阵间发射信号全正交,且合成子阵内各阵元发射信号全相干时,杂波谱的斜脊线最窄。该统一模型为机载MIMO雷达杂波特性分析及STAP算法设计提供了理论依据。