基于OFDM技術(shù)的雷達(dá)通信共享信號設(shè)計(jì)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(fù)雜。為應(yīng)對這一狀況,武器平臺必須裝備愈來愈多的電子設(shè)備,這無疑會影響其機(jī)動性,帶來電磁兼容問題,進(jìn)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(shí)現(xiàn)電子裝備的一體化。雷達(dá)與通信作為武器平臺中的兩個(gè)重要組成部分,二者一體化的實(shí)現(xiàn)意義重大。
　　為最大限度的實(shí)現(xiàn)雷達(dá)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_(dá)通信一體化系統(tǒng),就是利用系統(tǒng)

2、公共資源,使得所設(shè)計(jì)的共享信號在實(shí)現(xiàn)雷達(dá)目標(biāo)探測的同時(shí),能夠進(jìn)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(fù)用)技術(shù),對雷達(dá)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(dá)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間的差異性和相似性,以及雷達(dá)通信一體化實(shí)現(xiàn)所帶來的資源約束問題。在此基礎(chǔ)上,建立了對雷達(dá)通信共

3、享信號進(jìn)行評價(jià)和設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則。
　　2)在分析現(xiàn)有的基于OFDM和基于偽隨機(jī)序列的雷達(dá)通信一體化實(shí)現(xiàn)方式缺陷的基礎(chǔ)上,通過將OFDM技術(shù)與擴(kuò)頻技術(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)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(kuò)頻技術(shù)的使用,使得該共享信號具有更低的截獲概率、更強(qiáng)的通信保密性以及潛在的多址能力,同時(shí)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(jìn)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(shí)頻域結(jié)構(gòu),引入了一種基于調(diào)制符號的雷達(dá)信號處理算法,并利用加窗旁瓣抑制技術(shù)對其進(jìn)行了改進(jìn),加窗加權(quán)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(diào)信息對目標(biāo)檢測的影響,較傳統(tǒng)的基于相關(guān)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(luò)OFDM)信號載波間干擾有待降低的缺陷,結(jié)合恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)以及MSK信號快速滾降的頻譜特性設(shè)計(jì)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(dá)信號模糊函數(shù)進(jìn)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(dá)性能帶來負(fù)面的影響。為便于后續(xù)系統(tǒng)波形參數(shù)的設(shè)計(jì),還對各個(gè)參數(shù)對其模糊函數(shù)性能的影響進(jìn)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(hù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析,并分別構(gòu)建了基于MC-CDMA和CE-MSK-OFDM的雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)框架,對系統(tǒng)的雷達(dá)性能和通信性能進(jìn)行了仿真分析。仿真表明,鏈路連通區(qū)內(nèi)平均吞吐率在2Mbps以