抗干扰多波形优化设计技术

提出了针对发射信号采用相位编码信号的雷达系统,为了对抗距离欺骗干扰,研究了一种多波形优化设计方法。设计合适的适应度评价函数,利用传统遗传算法优化设计多组正交发射波形。针对抗干扰的目的,对多组优化波形进行性能分析,根据性能分析结果设计出抗干扰发射信号跳变顺序。性能分析和仿真试验研究表明了该多波形优化设计方法抗干扰的可行性和有效性。

时间分辨力约束下目标检测的波形优化设计

以最大化检测概率为优化准则,采用基于凸优化和随机化方法的具有相似性约束的相位编码算法(Phase Coding Algorithm with Similarity Constrain,PCA-SC)来设计发射波形,解决了主动声呐系统增大探测目标发射功率却不能提高检测概率的问题。同时,为有效降低PCA-SC算法所设计编码自相关函数的整体旁瓣级,提高其检测微弱目标的能力,在PCA-SC算法的基础上,结合新循环算法(Cyclic Algorithm-New,CAN)多相编码技术,提出了基于CAN的PCA-SC波形优化方法(Cycli calgorithm-new Phase Coding Algorithm with Similarity Constrain,CAN-PCA-SC)。仿真实验结果表明,PCA-SC和CAN-PCA-SC两种波形优化方法获得的发射信号均能够在满足系统所需时域分辨能力的要求下,实现检测概率的最大化,提高了目标检测性能,将时域分辨能力和检测性能有效地统一起来。相比PCA-SC波形设计方法,CAN-PCA-SC波形设计方法在保证获得的发射信号的检测概率优化效果一致的情况下,具有更低的积累旁瓣水平和更好的检测微弱目标的能力。

基于交替方向乘子法的频率-码型联合捷变波形优化设计

针对频率-码型联合捷变雷达信号脉压后存在的距离维旁瓣过高问题,采用基于模糊函数模型下的积分旁瓣(ISL)作为衡量波形优化效果的量化指标,推导了频率-码型联合捷变雷达信号及其模糊函数表达式,建立了以最小化ISL为准则的波形优化设计模型,并采用交替方向乘子法对模型进行求解。仿真结果表明该算法在实现波形优化的同时,在优化效果及优化效率上相比于遗传算法得到进一步提高。

基于模糊函数和粒子群优化的认知天波雷达波形设计

为减少海杂波对舰船目标遮蔽的影响、提升天波超视距雷达(OTHR)的探测性能,提出了一种基于模糊函数和粒子群优化的认知天波超视距雷达(CSWOTHR)发射波形设计方法.首先基于CSWOTHR闭环自适应工作原理,分析了CSWOTHR发射信号参数对舰船目标检测的影响;然后构建回波信号信杂比(SCR)与发射波形和杂波之间的数学关系,并以最大SCR作为目标函数,利用粒子群优化(PSO)算法估计线性调频连续波(LFMCW)信号的各项参数;最后给出了CSWOTHR发射波形设计流程.仿真结果表明,在中等海况海杂波背景下,采用该发射波形设计方法的CSWOTHR大中型舰船目标回波信号质量得到了提升,系统检测性能明显提高.

MIMO雷达发射方向图匹配和波形优化方法

为了匹配MIMO雷达系统给定的发射方向图,采用半正定规划(SDP)来优化发射信号的协方差矩阵.基于该协方差矩阵,利用循环算法(CA)和极小极大法,通过优化波形相位设计出了具有低空域和时域副瓣的恒模发射信号.此外,又提出了用凸规划设计空域失配滤波器和时域失配滤波器的方法,进一步降低了空域和时域副瓣.

基于LFM-PC复合调制信号的正交波形设计

相位编码(Phase Coded, PC)信号运用在高速运动平台和高速目标探测中存在多普勒敏感问题,制约了其在宽多普勒容限正交波形中的应用。本文研究了一种基于线性调频(Linear Frequency Modulation, LFM)信号和PC信号复合调制的宽多普勒容限信号形式—LFM-PC信号,推导出了其脉间信号的模糊函数离散表达式,在多普勒容限内以归一化自模糊函数旁瓣与互模糊函数之和的最小化为准则建立优化设计模型,提出了一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)的低复杂度信号优化方法。仿真结果表明,基于ADMM优化后的LFM-PC信号在多普勒容限内具有较好的波形分集增益与波形隔离度,优化算法具有收敛速度快,运算量低的特点。

基于加权准则的雷达博弈波形设计

在复杂的实战环境中,雷达的先验信息具有很大的不确定性,且由于干扰更加智能化,导致实战中雷达的探测性能再度降低。为提高电子战雷达的探测性能,提出了一种基于互信息与信干噪比加权准则的雷达博弈波形设计方法。首先建立了互信息和信干噪比的加权准则,然后设计相应的雷达与干扰博弈模型,最后提出最大边缘重分配算法以解决重复博弈困境,精炼纳什均衡。仿真实验验证了该方法的有效性。

分布式卫星多发射波形-地面运动目标检测系统研究

针对分布式小卫星雷达系统的地面低速运动目标检测,本文给出了一种新的基于多发射正交编码信号的单接收GMTI处理系统体制,详细分析了该系统对多发射正交编码波形的性能要求,并基于此给出了相应的正交波形优化设计方法.在这种新的系统体制中,采用不同卫星分别发射优化后的正交波形,在接收卫星上将回波信号分别和各个发射信号匹配得到不同发射卫星所对应的图像,然后利用基于图象域的多通道、多像素二维联合自适应处理进行地面低速运动目标检测,这样避免了多颗卫星之间的数据传送,提高了整个系统的实时处理性能.采用的正交波形优化设计方法以接收回波信号中匹配出各发射卫星的一维像性能为优化准则,即利用一维像的主瓣形状和旁瓣性能的约束来实现.波形正交性、算法收敛性、杂波相消以及动目标检测方面的仿真结果和性能分析验证了该系统以及相应算法的可行性和有效性.

极化雷达输出信杂噪比优化算法研究

通过优化发射波形,可降低各种干扰和噪声对雷达场景信息的影响,从而提高雷达性能。以极化雷达为研究对象,在给定目标特性矩阵T(θ)、杂波参数和系统噪声υ条件下,采用最大化滤波器输出信杂噪比(Signal Clutter-plus-Noise Ratio,SCNR)为目标函数,通过优化设计发射波形与接收滤波器,实现了一种迭代优化方法。实验表明,相比现有的Pillai方法,该算法确保了极化雷达最大化输出SCNR的单调收敛性,提高了雷达的输出信杂噪比。