基于OFDM的雷达体制研究

论文摘要

低截获概率雷达技术研究是雷达电子对抗的重要发展方向。从现代低截获雷达所用的信号形式来看,基于OFDM技术的雷达信号采用了多载波技术和伪码调制技术,使得雷达信号频谱扩展到很宽的频带内,时域上波形非常接近于白噪声,从而在时域和频域上该雷达的信号峰均比都很低,这些信号特性使基于OFDM技术的雷达体制具有很强的隐秘性、抗噪性和低截获性。本文根据OFDM技术对基于OFDM的雷达信号进行理论分析、建模和仿真。具体给出了OFDM雷达系统结构,并对发射和接收过程的信号进行了推导分析。给出并仿真了该雷达的信号处理方案,分析了该雷达的多普勒敏感性和分辨能力,讨论了载波数的选取对峰均功率比的影响,以及微波前端饱和功率放大器对雷达检测性能的影响。在ISE 7.0平台上对该雷达系统模型进行了仿真,并将信号处理输出结果与MATLAB仿真进行了比对分析。通过仿真证明这种信号处理的可行性和有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 低截获概率雷达和OFDM技术的发展概况
• 1.3 本文研究的主要内容和章节安排
• 2 基于OFDM的通信系统
• 2.1 引言
• 2.2 单载波和多载波系统比较
• 2.2.1 单载波系统
• 2.2.2 传统频分复用系统
• 2.2.3 正交频分复用系统（OFDM）
• 2.3 实际运用的OFDM信号
• 2.4 基本OFDM通信系统的仿真
• 2.4.1 正交的定义和IFFT变换的基本概念
• 2.4.2 载波数的选取
• 2.4.3 数字调制
• 2.4.4 发射
• 2.4.5 接收和解调
• 2.5 本章小结
• 3 低截获原理和截获因子分析
• 3.1 引言
• 3.2 低截获概率雷达
• 3.2.1 截获因子
• 3.2.2 截获因子α与雷达各参数的关系
• 3.3 实现低截获的技术措施
• 3.4 本章小结
• 4 基于OFDM雷达信号及其雷达系统
• 4.1 引言
• 4.2 OFDM雷达信号分析
• 4.3 OFDM系统的峰均比
• 4.3.1 峰值平均功率比（PAPR）的定义及影响
• 4.3.2 载波数选取和峰均比的关系
• 4.3.3 几种抑制峰均比的方法
• 4.4 基于OFDM技术的雷达系统
• 4.4.1 基于OFDM技术的雷达信号发射
• 4.4.2 发射部分信号仿真
• 4.4.3 基于OFDM技术的雷达信号接收
• 4.4.4 接收部分信号仿真
• 4.4.5 信号处理
• 4.4.6 基于OFDM的雷达信号低截获性能分析
• 4.5 前端饱和放大失真及其处理方法
• 4.6 饱和放大失真对信号检测性能影响
• 4.7 本章小结
• 5 OFDM雷达信号的硬件产生及其信号处理
• 5.1 引言
• 5.2 系统结构
• 5.3 FPGA信号产生部分
• 5.3.1 顶层设计
• 5.3.2 时钟模块设计
• 5.3.3 信号产生模块设计
• 5.3.4 IFFT模块设计
• 5.3.5 调制模块设计
• 5.3.6 解调模块设计
• 5.4 ModleSim信号处理部分仿真
• 5.5 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献