面向信號特征控制的波形設計與重構方法.pdf

1、波形設計和信號重構是雷達研究領域的重要方向，同時滿足波形設計的多方面指標需要求解復雜的多目標聯(lián)合優(yōu)化問題，信號的產(chǎn)生和重構問題難以直接由多目標優(yōu)化方法高效解決。
　　典型的基于非線性動力學系統(tǒng)的信號發(fā)生器，可通過保證動力學系統(tǒng)的混沌性，使得該系統(tǒng)產(chǎn)生具有良好的相關特性和理想模糊函數(shù)的偽隨機混沌信號?；煦缧盘栆蚓邆渲T多天然優(yōu)點而被廣泛用于雷達波形設計研究中。然而，以經(jīng)典混沌系統(tǒng)產(chǎn)生雷達波形，難以充分滿足信號稀疏性、頻譜可控、低峰值均

2、值功率比等特性。因此，本文提出了一種面向信號應用特征的波形設計結構。其主要思想是，將雷達波形看作動力學網(wǎng)絡解的一部分，構造了基于信號特征提取與反饋控制的波形產(chǎn)生系統(tǒng)，利用信號的混沌性和稀疏性達到縮小參數(shù)搜索范圍和解耦待聯(lián)合優(yōu)化指標的效果。對于重構方案的選擇，若信號產(chǎn)生系統(tǒng)結構與參數(shù)均已知，可直接從壓縮采樣數(shù)據(jù)中重構出信號；在部分系統(tǒng)信息未知的情況下，可利用同步控制或壓縮重構算法實現(xiàn)信號的重構。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：

3、r>　　1.面向信號應用特征構造了稀疏字典?；陬l域最優(yōu)波形設計方法構造基波形，優(yōu)化構造稀疏字典。
　　2.構造和分析了動力學系統(tǒng)，設計了由稀疏字典、稀疏系數(shù)控制器、觀測矩陣及信號合成等部分組成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的動力學行為進行了分析，研究了系統(tǒng)處于混沌狀態(tài)時輸出信號的性能，仿真結果表明該系統(tǒng)所產(chǎn)生的信號具備良好的應用特性。
　　3.在信號產(chǎn)生系統(tǒng)的基礎上，將系統(tǒng)擴展為多路耦合信號產(chǎn)生系統(tǒng)，所提出的多路耦合信號產(chǎn)生

4、系統(tǒng)輸出的信號滿足MIMO雷達對波形正交性的要求，故各路輸出信號可作為MIMO雷達發(fā)射信號。
　　4.在系統(tǒng)結構與參數(shù)已知的情況下，利用壓縮信號與信號稀疏系數(shù)的關聯(lián)，直接從壓縮采樣數(shù)據(jù)中直接重構出原信號；在部分系統(tǒng)信息未知的情況下，利用同步控制或利用壓縮重構算法實現(xiàn)信號的重構。各重構方案同樣適用于多路耦合信號系統(tǒng)的信號重構。
　　本文研究分析的結果顯示，所構造的動力學系統(tǒng)產(chǎn)生的信號具備混沌性、稀疏性、頻譜可控性、較低峰值均值