雷达与干扰的混沌一体化系统及其共享信号

论文摘要

本文首先分析了雷达与侦察干扰机在发射信号共享(能量共享)意义上一体化的可行性和必要性，讨论了雷达和干扰的基本概念及常用的混沌系统及其编码方法，研究了采用混沌调制或混沌编码调制形式的共享信号，即所谓的雷达与干扰的混沌一体化共享信号。其次，基于模块化和数字化的设计方法，设计了混沌一体化的智能硬件系统方案，该硬件系统由混沌编码发生器、一体化发射机、一体化接收机、侦察接收机、数字基带处理模块、人机接口模块、电源管理模块和雷达指纹识别模块等组成，其中，混沌编码发生器等数字主控模块采用可编程的RISC芯片构建，可加载Windows CE等智能操作系统，整个硬件系统具有很好的开放性和可编程性。再次，从混沌调制共享信号参数的多种方式入手，研究了共享信号的数学表达式和波形，同时考察了收发开关受混沌编码信号控制的双混沌码共享信号，分析了各种共享信号的模糊函数、相关特性、功率谱等基本属性，讨论了针对混沌调制共享信号的数字化旁瓣压制方法，即统计压制方法、门限加窗压制方法、小波分离压制方法和映射压制方法等，阐述了基于混沌一体化系统的自适应滤波技术和粒子滤波技术。接着，从探测性能和干扰性能二个方面，讨论了混沌调制的共享信号的测距、测速性能和遮盖与欺骗干扰性能，分析了共享信号对被干扰的对方雷达接收机及其目标回波检测的影响。针对单一收发制式混沌一体化系统，分析了对目标的有效观测时间和有效干扰时间。最后，采用功能仿真和信号仿真二种方法，从探测目标和遮盖干扰与欺骗干扰等角度出发，对混沌一体化系统进行了数学建模和仿真实验，给出了良好的仿真实验结果，证实了雷达与干扰的混沌一体化系统及其共享信号的可行性及实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 雷达与干扰的混沌一体化系统及其工作制式
• 1.3 混沌一体化研究进展及研究重点
• 1.4 作者的主要工作
• 第二章 混沌一体化系统基本概念及其结构
• 2.1 探测与干扰基本概念
• 2.1.1 射频信号
• 2.1.2 模糊函数
• 2.1.3 距离方程
• 2.1.4 检测概率和虚警概率
• 2.2 常用混沌系统及其混沌编码
• 2.2.1 伪随机检验标准
• 2.2.2 混沌编码
• 2.3 混沌一体化系统
• 2.3.1 混沌编码发生器
• 2.3.1.1 混沌编码器工作原理
• 2.3.1.2 OMAP5912
• 2.3.2 一体化发射机、接收机和侦察接收机
• 2.3.2.1 工作原理
• 2.3.2.2 FPGA工作方式
• 2.3.2.2.1 推广的DDS
• 2.3.2.2.2 推广的正交调制
• 2.3.3 数字基带处理模块
• 2.3.4 人机接口单元
• 2.3.5 雷达指纹识别单元
• 2.3.6 电源管理
• 2.4 小结
• 第三章 混沌调制的共享信号时频特性及其信号处理
• 3.1 混沌调制的共享信号
• 3.1.1 数学表达式
• 3.1.2 参数混沌调制方法
• 3.1.2.1 收发控制
• 3.1.2.2 包络调制
• 3.1.2.3 共享信号波形
• 3.1.3 样本模糊函数
• 3.2 时频特性分析
• 3.2.1 相关特性
• 3.2.2 功率谱
• 3.2.3 旁瓣压制
• 3.2.3.1 统计压制方法
• 3.2.3.2 门限加窗压制方法
• 3.2.3.3 小波分离压制方法
• 3.2.3.4 映射压制方法
• 3.3 自适应滤波
• 3.4 目标跟踪算法
• 3.4.1 扩展卡尔曼滤波
• 3.4.2 粒子滤波算法
• 3.4.3 目标跟踪实例
• 3.5 小结
• 第四章 探测与干扰性能分析
• 4.1 共享信号的硬件产生方法
• 4.1.1 遮盖干扰与雷达一体化共享信号的产生
• 4.1.2 欺骗干扰与雷达一体化共享信号的产生
• 4.2 共享信号探测性能分析
• 4.2.1 测距性能
• 4.2.2 测速性能
• 4.2.3 有效观测时间
• 4.3 共享信号干扰性能分析
• 4.3.1 遮盖干扰性能
• 4.3.1.1 共享信号的统计特性
• 4.3.1.2 共享信号对雷达接收机的作用
• 4.3.1.3 共享信号对信号检测的影响
• 4.3.2 欺骗干扰性能
• 4.3.2.1 对雷达距离信息的欺骗
• 4.3.2.2 对雷达速度信息的欺骗
• 4.3.3 目标有效干扰时间
• 4.4 小结
• 第五章 混沌一体化系统仿真
• 5.1 共享信号回波的硬件接收处理过程
• 5.2 混沌一体化系统功能仿真
• 5.2.1 探测功能仿真
• 5.2.1.1 探测功能仿真数学模型
• 5.2.1.2 探测功能仿真实验结果
• 5.2.2 遮盖干扰功能仿真
• 5.2.2.1 遮盖干扰功能仿真数学模型
• 5.2.2.2 遮盖干扰功能仿真实验结果
• 5.3 混沌一体化系统信号仿真
• 5.3.1 目标探测信号仿真
• 5.3.1.1 目标探测信号仿真数学模型
• 5.3.1.1.1 混沌一体化系统发射信号模型
• 5.3.1.1.2 目标回波信号模型
• 5.3.1.1.3 接收机噪声信号模型
• 5.3.1.1.4 混沌一体化系统接收信号模型
• 5.3.1.1.5 信号处理模型
• 5.3.1.2 目标探测信号仿真结果
• 5.3.2 遮盖干扰信号仿真
• 5.3.2.1 遮盖干扰信号仿真数学模型
• 5.3.2.2 遮盖干扰信号仿真结果
• 5.3.3 欺骗干扰信号仿真
• 5.3.3.1 距离欺骗干扰信号仿真数学模型
• 5.3.3.2 速度欺骗干扰信号仿真数学模型
• 5.3.3.3 欺骗干扰信号仿真结果
• 5.4 小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 结论
• 6.2 雷达与干扰一体化研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻博期间取得的成果