基于相位编码的连续波MIMO雷达波形设计

摘要

MIMO雷达，有多个发射天线和多个接收天线，因其好的波形分集能力和较高的发射自由度，已成为现在研究的热点。按照体制来分，可以将其分为脉冲波雷达和连续波雷达。调相连续波雷达具有大的时宽、低的截获性、较远的视距、更好的隐蔽性等特点，使得其在现代战争中的作用日益突出。针对相位编码信号连续波雷达的波形设计，本文主要进行了正交波形的设计和部分正交波形的设计，其主要内容如下：
　　第一部分对相位编码信号进行了介绍，首先介绍了常见的二相伪随机码，主要介绍了m序列、Gold序列和Kasami序列，对其产生的方法进行了介绍并且说明了其主要性质，对这三种伪随机二相码进行了比较。对四相码信号进行了简单的介绍。对于基带相位编码信号来说，其在空间中进行传播是需要在发射端对其进行调制的，并且在接收端需要进行解调。本文还介绍了BPSK信号的调制与解调方法和QPSK信号的调制与解调方法。
　　第二部分研究了连续波雷达正交相位编码信号的设计。连续波雷达要求发射信号具有较长的码长，因此设计长的序列对于连续波雷达正交波形的设计具有重要意义。首先介绍了正交波形的概念和基本准则，其基本准则是降低信号的自相关峰值旁瓣电平和互相关峰值电平，提出了用遗传算法设计正交波形的思想。接着提出了设计码长较长的正交二相码信号的方法，其主要思想是将现有的伪随机二相码进行扩展并通过遗传算法对其优化。最后提出了设计任意长度的正交四相码信号的方法。
　　第三部分研究了相位编码信号部分正交波形的设计，对二相码和四相码进行设计以实现发射部分正交波形的目的。其主要思想是设计发射信号的协方差矩阵。采用的主要手段是对发射信号自相关矩阵的均方根矩阵进行参数化，使得波束匹配模型的约束条件隐含在其中，将有约束的波束模型转化成无约束的波束模型，进而采用拟牛顿算法对无约束的非线性问题进行求解。最后将得到的高斯信号的协方差矩阵映射到BPSK、QPSK信号的协方差矩阵，最后得到BPSK、QPSK信号的发射方向图。

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绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的章节安排

第二章 相位编码信号的介绍

2.1引言

2.2常见的二相伪随机码的介绍

2.3 BPSK调制与解调的基本原理

2.4 QPSK调制与解调的基本原理

2.5本章小结

第三章 连续波MIMO雷达正交波形设计

3.1引言

3.2正交波形的基本概念及准则

3.3遗传算法的介绍

3.4正交二相码的设计

3.5正交四相码的设计

3.6本章小结

第四章 连续波MIMO雷达部分正交波形设计

4.1引言

4.2波束匹配模型

4.3 BPSK波形设计

4.4 QPSK波形设计

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1本文工作总结

5.2未来研究方向

参考文献

致谢

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