【摘 要】
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作为电磁理论的两大应用,雷达和通信技术已经广泛应用于各个领域。除了传统的作战平台,新型的智能交通系统也需要雷达和通信设备来传递信息和感知周围环境。无论是战备应用还是民用领域都希望实现系统的高集成度和多功能化,因此,在现有的硬件条件下,通过将雷达和通信系统集成在一个平台的方式,设计一种能够同时实现信息传输和雷达探测两种功能的系统,以减小系统体积、缓解频谱资源紧张、减小设备间的电磁干扰具有重要的研究意
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作为电磁理论的两大应用,雷达和通信技术已经广泛应用于各个领域。除了传统的作战平台,新型的智能交通系统也需要雷达和通信设备来传递信息和感知周围环境。无论是战备应用还是民用领域都希望实现系统的高集成度和多功能化,因此,在现有的硬件条件下,通过将雷达和通信系统集成在一个平台的方式,设计一种能够同时实现信息传输和雷达探测两种功能的系统,以减小系统体积、缓解频谱资源紧张、减小设备间的电磁干扰具有重要的研究意义。实现雷达通信一体化的关键在于一体化波形的设计,本文将混沌序列与正交频分复用(OFDM)技术相结合,用于一体化波形设计中,主要工作内容如下:(1)论文在OFDM雷达通信一体化波形的基础上展开研究,针对直接信息调制的OFDM雷达通信一体化波形模糊性能差,导致系统雷达性能恶化的问题,使用扩频技术对通信信息进行扩频,将OFDM技术和直接序列扩频技术(DSSS)相结合。由于扩频序列会影响信号的模糊函数,所以需要选择具有理想相关性的扩频序列。将混沌(Chaotic)序列引入到雷达通信一体化波形设计中,介绍了四阶Chebyshev混沌映射模型,并对该模型产生的四阶Chebyshev混沌序列进行仿真分析,选取相关性较理想的混沌序列作为扩频序列。设计了一种基于混沌直接序列扩频的OFDM(CDS-OFDM)雷达通信一体化波形,对信号的模糊函数和系统的实现过程进行了理论分析。最后对CDS-OFDM一体化信号的模糊函数和误码率进行仿真分析,仿真结果表明,本文设计的CDS-OFDM雷达通信一体化信号具有高速度分辨力和距离分辨力,且通信性能良好。(2)在对混沌通信系统的研究中发现,差分混沌键控系统(DCSK)有类似直接序列扩频的性质,将DCSK系统的工作原理用于OFDM系统,形成一种基于OFDM的混沌键控(CSK)系统(CSK-OFDM)。论文在该系统的基础上,提出了一种多组OFDM混沌键控(CSK-OFDM)雷达通信一体化系统。对多组CSK-OFDM系统的发送端、接收端进行分析,并给出多组CSK-OFDM一体化信号的表达式。与CDS-OFDM一体化系统相比,多组CSK-OFDM系统不需要进行伪码同步,系统实现简单。通过对一体化信号误码率和模糊函数的仿真分析,验证了多组CSK-OFDM一体化系统的通信性能和雷达性能。
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