基于遗传算法的混沌雷达信号波形设计方法研究

摘要

混沌信号是非线性动力学系统所产生的复杂的类随机信号。混沌信号本质上是确定性的信号，这使得产生混沌信号的系统简单，统计特性及其轨迹的控制容易。对一些混沌动力学系统来说，在适当的参数下，混沌信号具有平坦的宽带频谱结构，良好的相关特性和近似理想“图钉型”的模糊函数。混沌信号的这些特性符合雷达应用需求，吸引人们积极探讨基于混沌的新型体制雷达系统。
　　 目前，混沌信号应用于雷达系统中有两种基本形式：一是直接把混沌信号作为雷达信号：二是采用混沌调制的雷达信号。本文在后者的基础上研究混沌调制系统及自适应混沌雷达信号波形设计。本文的主要工作及创新点如下：
　　 1.设计一个新的自调频混沌系统，根据自反馈函数的不同分为线性自调频系统和非线性自调频系统，并做了简单的动力学分析。
　　 2.研究并分析自调频混沌系统输出信号的应用特性，并利用相位和频率耦合的信息，设计自适应同步控制器实现了自调频系统调频码的驱动同步。
　　 3.提出了一种自适应雷达波形设计方法，产生在干扰环境下需要的发射信号频谱。本方法首先设定采样信号与频率之间的非线性映射关系，然后由曲线耦合得到近似多项式的参数，最后利用遗传算法对控制参数进行优化使系统处于混沌状态。
　　 本文结果显示，自适应混沌信号具有良好的相关性和近似图钉型的模糊函数，自调频系统适合作为自适应混沌雷达信号源。