ORTHOGONAL DISCRETE FREQUENCY-CODING WAVEFORM DESIGN FOR MIMO RADAR

Design of orthogonal code sets with ideal correlation properties is crucial for orthogonalMultiple Input Multiple Output(MIMO)radar.A modified Genetic Algorithm(GA)is proposed tonumerically design orthogonal Discrete Frequency-Coding Waveforms(DFCWs)with good correlationproperties for MIMO radar.Some of the designed results are presented,and their correlation propertiesare better than those presented in literatures.The effect of Doppler frequency shift on the performanceof these signals is simply investigated.Simulation results and comparisons show that the proposedalgorithm is more effective for the design of DFCWs with superior aperiodic correlation properties.

MIMO雷达中的DFCW设计及性能分析

发射信号的正交性好坏是多输入多输出(MIMO)雷达实现的关键,正交离散频率编码波形(DFCW)是MIMO雷达可以利用的正交信号。该文首先分析了DFCW的互模糊函数,在此基础上,对自相关峰值旁瓣及互相关峰值旁瓣电平进行了分析,提出了采用遗传算法对其进行优化,得到了具有更低互相关峰的DFCW。然后将优化得到的DFCW应用于MIMO雷达系统进行仿真分析。通过对信号互相关仿真及对目标回波信号匹配滤波仿真对理论分析进行了验证,证明了理论分析的正确。

基于改进杂草优化算法的DFCW参数估计

针对基于匹配追踪的离散频率编码信号(DFCW)参数估计方法中,利用传统优化算法搜索匹配原子时存在不成熟收敛的问题,提出一种改进的杂草优化(IWO)参数估计算法。该方法首先构造DFCW的过完备原子库,然后利用加入选择机制的IWO算法搜索其最佳匹配原子即全局最优值,在获取与信号分量相匹配的原子参数基础上,基于时频平面进行参数估计。仿真结果表明,该算法在低信噪比条件下的参数估计性能优于传统优化算法。

基于GASA算法的DFCW-LFM波形设计

离散频率编码波形是一类常用的多输入多输出雷达波形,加入线性调频能够改善其自相关性能。将基于遗传算法和模拟退火的混合算法用于离散频率编码线性调频(discrete frequency coding waveform-linear frequency modulation,DFCW-LFM)波形的优化设计,仿真结果表明,用该优化算法得到的信号其相关性能要优于现有方法。另外,提出了一种改进的DFCW-LFM波形设计方法。该方法在DFCW-LFM波形的基础上,对频率编码子脉冲同时进行相位编码,构成DFCW-LFM和相位编码的混合波形,并采用混合算法对其进行优化设计。仿真结果表明,和已有的DFCW-LFM波形相比,所设计混合波形的相关性能得到了进一步改善。

多无人水下航行器协同探测声呐宽带波形设计与性能分析

相比于空中的电磁波信号,水下的声波信号传播速度小、频率低,多普勒效应和窄带信号处理方法严重影响多无人水下航行器(multi-UUV)协同探测声呐对运动目标的探测性能。该文基于Costas序列和正交频分线性调频(OFD-LFM)波形,设计了离散频率编码非正交线性调频波形(DFCW-NOFD-LFM),并将该波形与二进制相移键控(BPSK)、离散频率编码波形(DFCW)等传统码分多址(CDMA)波形进行了性能比较。结果表明,所设计波形具有大多普勒容限、良好的自相关与互相关性能和优秀的抗混响能力,有望应用于多UUV协同探测声呐,以提高其运动目标探测性能。

MIMO-SAR大测绘带成像

该文提出利用MIMO-SAR系统实现大测绘带成像的方法。在该系统中,利用离散频率编码信号实现高距离分辨;同时采用低脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF)来获得不模糊的大测绘带,然而PRF降低会导致多普勒模糊。文中利用MIMO-SAR系统提供更多自由度进行空域滤波,成功地解决了多普勒模糊次数大于通道个数条件下的解模糊问题。仿真试验验证了该方法的有效性。

基于Grefenstette编码下MicPSO的离散频率编码波形设计

该文在分析离散频率编码波形信号(DFCW)的模糊函数基础上,建立了离散频率编码信号设计的优化模型,将微群粒子群优化算法(MicPSO)应用于DFCW设计。针对DFCW设计为排列优化问题,引入了Grefenstette编码作为MicPSO的粒子编码进行优化设计。仿真结果表明,DFCW的自相关峰值旁瓣、多普勒容限主要与信号码长有关,而通过该优化设计,信号的互相关性能得到极大改善,与已有方法相比,该方法时间开销小,优化结果更理想。

基于HGSAA的机会阵雷达离散频率编码波形设计

机会阵雷达(opportunistic array radar,OAR)是一种以平台隐身性设计为核心的新体制雷达,设计适用于OAR系统的正交波形是研究的一个重要方面。对常规的雷达正交波形编码的搜索方法进行改进,使用混合遗传模拟退火算法,寻找出具有低自相关和互相关特性的雷达离散频率编码集合;并且考虑到算法适应度函数的重要性,引入灰关联度综合评价法则对其加以关联分析,根据关联度来引导算法搜索的方向,使产生的波形具备较好的性能。仿真结果表明,该算法可行且高效,在搜索最优离散频率编码方面优于其他搜索算法。

MIMO雷达中正交离散频率编码波形的设计

发射信号正交性能的好坏直接决定了多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output,MIMO)雷达系统的性能。正交离散频率编码波形是一种较理想的准正交波形。首先给出了正交离散频率编码波形的模糊函数,然后以互相关能量为代价函数,运用改进的离散粒子群优化算法对正交离散频率编码波形进行优化排序设计,生成可应用于宽带MIMO雷达中的具有较好模糊特性的准正交信号。仿真结果验证了新算法的有效性,且随着码长的增加和编码排序的优化新的正交离散频率编码波形的互相关性能将变得更好,其对多普勒的容忍性与码长成反比,但是由于固有的特性其自相关性能与码长几乎无关。

基于遗传算法的MIMO雷达离散频率编码波形设计

针对MIMO雷达体制的离散频率编码波形设计问题,给出了一种采用遗传算法对频率编码序列的选取进行优化组合的方法.首先对波形设计的代价函数进行了改进,然后针对离散频率编码的特点,对遗传算法的选择、交叉、变异算子进行了设计,最后对设计结果进行了分析.结果表明,该方法要优于模拟退火算法。

MIMO雷达正交离散频率编码波形设计

MIMO雷达通过发射相互正交的信号能有效提高雷达的性能。设计具有低自相关旁瓣和低互相关的正交信号是MIMO雷达实现的关键。本文以自相关、互相关峰和能量为代价函数，基于改进的遗传算法，采用非全码来优化设计离散频率编码，进行了仿真优化设计。结果表明该算法是有效的。

基于离散频率编码的PD雷达二维解模糊方法

针对脉冲多普勒雷达在中脉冲重复频率下同时存在距离模糊和多普勒模糊问题,提出了一种基于正交离散频率编码(discrete frequency coding,DFC)波形解二维模糊的方法。基于雷达循环发射的一组正交DFC信号,在回波脉冲压缩过程中,利用信号正交性进行距离模糊区域的分离,完成距离解模糊。通过多普勒模糊数遍历补偿以及与keystone后相参积累结果对比,确定正确的多普勒模糊数,完成多普勒解模糊。经过Keystone处理后,可以进行整个驻留时间的相参积累,提高回波在低信噪比情况下的目标检测及参数估计能力。同时考虑了DFC信号的多普勒敏感性问题,在精确匹配滤波过程中补偿了脉内多普勒的影响。仿真实验验证了所提方法解二维模糊的有效性以及低信噪比检测能力。