面向信號(hào)特征控制的波形設(shè)計(jì)與重構(gòu)方法.pdf

1、波形設(shè)計(jì)和信號(hào)重構(gòu)是雷達(dá)研究領(lǐng)域的重要方向，同時(shí)滿足波形設(shè)計(jì)的多方面指標(biāo)需要求解復(fù)雜的多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化問題，信號(hào)的產(chǎn)生和重構(gòu)問題難以直接由多目標(biāo)優(yōu)化方法高效解決。
　　典型的基于非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器，可通過保證動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的混沌性，使得該系統(tǒng)產(chǎn)生具有良好的相關(guān)特性和理想模糊函數(shù)的偽隨機(jī)混沌信號(hào)。混沌信號(hào)因具備諸多天然優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于雷達(dá)波形設(shè)計(jì)研究中。然而，以經(jīng)典混沌系統(tǒng)產(chǎn)生雷達(dá)波形，難以充分滿足信號(hào)稀疏性、頻譜可控、低峰值均

2、值功率比等特性。因此，本文提出了一種面向信號(hào)應(yīng)用特征的波形設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。其主要思想是，將雷達(dá)波形看作動(dòng)力學(xué)網(wǎng)絡(luò)解的一部分，構(gòu)造了基于信號(hào)特征提取與反饋控制的波形產(chǎn)生系統(tǒng)，利用信號(hào)的混沌性和稀疏性達(dá)到縮小參數(shù)搜索范圍和解耦待聯(lián)合優(yōu)化指標(biāo)的效果。對(duì)于重構(gòu)方案的選擇，若信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)均已知，可直接從壓縮采樣數(shù)據(jù)中重構(gòu)出信號(hào)；在部分系統(tǒng)信息未知的情況下，可利用同步控制或壓縮重構(gòu)算法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的重構(gòu)。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：

3、r>　　1.面向信號(hào)應(yīng)用特征構(gòu)造了稀疏字典。基于頻域最優(yōu)波形設(shè)計(jì)方法構(gòu)造基波形，優(yōu)化構(gòu)造稀疏字典。
　　2.構(gòu)造和分析了動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了由稀疏字典、稀疏系數(shù)控制器、觀測(cè)矩陣及信號(hào)合成等部分組成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了分析，研究了系統(tǒng)處于混沌狀態(tài)時(shí)輸出信號(hào)的性能，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)所產(chǎn)生的信號(hào)具備良好的應(yīng)用特性。
　　3.在信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)擴(kuò)展為多路耦合信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)，所提出的多路耦合信號(hào)產(chǎn)生

4、系統(tǒng)輸出的信號(hào)滿足MIMO雷達(dá)對(duì)波形正交性的要求，故各路輸出信號(hào)可作為MIMO雷達(dá)發(fā)射信號(hào)。
　　4.在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)已知的情況下，利用壓縮信號(hào)與信號(hào)稀疏系數(shù)的關(guān)聯(lián)，直接從壓縮采樣數(shù)據(jù)中直接重構(gòu)出原信號(hào)；在部分系統(tǒng)信息未知的情況下，利用同步控制或利用壓縮重構(gòu)算法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的重構(gòu)。各重構(gòu)方案同樣適用于多路耦合信號(hào)系統(tǒng)的信號(hào)重構(gòu)。
　　本文研究分析的結(jié)果顯示，所構(gòu)造的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)具備混沌性、稀疏性、頻譜可控性、較低峰值均值