哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
目录
摘要 .......................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................ II 第1章绪论 .. (1)
1.1课题背景及研究的目的和意义 (1)
1.2相关理论的发展现状及分析 (2)
1.2.1雷达通信一体化系统的发展现状 (2)
1.2.2一体化波形设计的研究现状 (3)
1.2.3降低OFDM信号峰均功率比的研究现状 (5)
1.3主要研究内容及结构 (6)
第2章基于OFDM信号雷达通信一体化技术分析 (8)
2.1雷达通信一体化可行性分析 (8)
2.1.1雷达系统与通信系统差异性与相似性分析 (8)
2.1.2雷达通信一体化系统构架 (10)
2.2雷达波形设计准则 (11)
2.2.1雷达模糊函数 (11)
2.2.2截获因子 (13)
2.3OFDM基本原理 (13)
2.3.1 OFDM信号的定义 (13)
2.3.2 OFDM调制和解调技术 (14)
2.3.3 保护间隔 (16)
2.3.4 OFDM系统的同步 (17)
2.3.5 OFDM信号的PAPR (19)
2.4本章小结 (21)
第3章OFDM共享信号波形设计 (22)
3.1OFDM信号的模糊函数 (22)
3.1.1 OFDM单脉冲信号的模糊函数 (22)
3.1.2数据信息和CP对OFDM信号模糊函数的影响 (24)
3.1.3 OFDM脉冲串信号模糊函数 (26)
3.2OFDM相位编码信号的模糊函数 (28)
3.2.1巴克码调制的OFDM信号的模糊函数 (28)
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
3.2.2 P4码调制的OFDM信号的模糊函数 (30)
3.3基于P4互补码的一体化信号设计 (32)
3.4降低共享信号PAPR算法研究 (34)
3.4.1限幅法 (34)
3.4.2 CE-OFDM信号 (35)
3.5本章小结 (38)
第4章OFDM一体化信号接收算法研究 (39)
4.1基于FFT解调的OFDM一体化信号接收算法 (39)
4.1.1 系统框架 (39)
4.1.2 回波信号的矩阵表达 (40)
4.1.3 距离显示 (41)
4.1.4 多普勒频移对距离输出的影响与多普勒补偿 (42)
4.1.5 速度显示 (43)
4.1.6 算法仿真 (44)
4.2通信系统性能分析 (47)
4.2.1通信系统误码率 (47)
4.2.2通信系统性能仿真 (49)
4.2.3通信系统传输速率分析 (50)
4.3本章小结 (50)
结论 (51)
参考文献 (53)
发表的论文及其它成果 (58)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (59)
致谢 (60)
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
第1章绪论
1.1课题背景及研究的目的和意义
随着信息技术的发展，现代战争中的电磁环境日益复杂，各种电子装备给作战平台带来了不同的干扰，而这些电子装备又是必须的，雷达用来探测目标，通信系统用来信息的传递，电子战设备用来干扰敌方。这些电子设备不仅占用巨大空间，增加能耗，设计复杂，而且会给彼此带来严重电磁干扰，设备的维护也更加费时费力。这些装备使用相互独立的硬件，处理过的信号也无法做到共享。在这种背景下，电子设备一体化设计是非常必要的，可以有效减小干扰，降低能耗，实现设备之间信息和资源的共享，减小体积，易于维护。电子设备一体化的最终目标是用一台设备实现雷达，通信和干扰的功能。
一直以来，雷达设备和通信设备由于各自的功能不同，信号处理方式不同，而被分开研究，尤其是在数字信号处理被广泛应用之前。近年来随着数字信号处理的发展，软件无线电理论的应用，已经可以做到用软件实现大部分的功能，D/A和A/D转换器越靠近天线，则系统的数字化程度越高。在此基础上，来比较雷达系统和通信系统，我们发现二者的工作原理，系统构成等存在高度相似性，区别主要在于信号处理的方法，而这一部分可以通过软件来实现，而发射机，天线，接收机等硬件完全可以实现共用。因此，实现雷达通信一体化设计的前提已经满足，在不改变硬件设计的前提下，通过软件无线电来实现雷达信号和通信信号的分别处理。
用雷达实现通信功能的优点有很多：雷达的发射功率很大，接收机灵敏度较高，比传统通信设备的作用距离远很多；雷达天线具有很好的方向性，一些先进的雷达可以通过天线阵列实现波瓣自适应调整，使天线波束对准接收方，提供一对一通信，有良好的保密性和抗干扰性；雷达的带宽一般较大，可以实现数据的高速传输。同时，也存在急需解决的问题：雷达系统为发射更多的能量，发射机通常使用工作于饱和功率状态的C类放大器，也就是放大器的非线性区，在设计共享信号时要防止其在非线性区的失真。
由以上的分析可知，雷达通信一体化设备有着扎实的理论基础和广泛的应用前景，既可以用来提高军事装备的作战能力，又可以应用于车联网，自动驾驶等领域，是现在的热点研究问题。国外对雷达通信一体化的研究已有40多年的历史，而国内才刚刚起步。