正交混沌MIMO雷达信号设计：参数优化与性能分析

"本文详细探讨了正交混沌MIMO雷达信号的设计和处理，特别是在信号特性、多普勒处理、噪声信号优化以及混沌信号设计方面。作者段军棋在电子科技大学攻读博士学位期间，针对正交MIMO雷达的波形设计进行了深入研究，旨在提升雷达系统的性能。" 在正交混沌MIMO雷达信号的设计中，一个关键知识点是信号的自相关峰值旁瓣电平（PSL）和峰值因子（CF）与系统参数的关系。这两个指标对雷达性能至关重要，PSL决定了雷达信号的旁瓣电平，影响目标检测的准确性，而CF则关乎信号的峰值强度，过高可能导致系统过载。设计时，通常需要在降低PSL和减小CF之间做出平衡，这可以通过设计一个权衡代价函数来实现。例如，可以定义代价函数J为PSL和CF的加权和，通过优化这个函数来寻找最佳参数组合。 在给定的示例中，当权重w1=0.1，w2=0.9时，通过最小化代价函数J，找到了一组最优参数解{θ1, θ2, θ3}={180, 650, 1789.4}。然而，同一组参数下的信号在不同的初始条件下，其自相关峰值旁瓣和峰值因子会呈现出一定的统计分布变化。通过对初始条件的改变，如调整混沌系统的初始状态变量h和φ，可以观察到这些变化，尽管对初值高度敏感，但统计平均值的变化相对较小，这表明信号特性在一定范围内保持稳定。 此外，正交MIMO雷达的优势在于其多输入多输出架构，允许每个发射天线发送正交信号，形成宽波束，增强目标检测、角度测量和动态范围的能力。同时，这种雷达的低截获概率特性使得其在对抗干扰和隐身目标检测中具有优势。为了充分利用这些优点，正交波形设计显得尤为重要。 文章中还提到了几种正交多频信号类型，如OFDM-LFM和正交多相编码，以及针对多频信号的多普勒处理技术。同时，正交噪声信号设计通过谱成形优化旁瓣，并采用非线性映射控制峰值因子，增强了信号的相关性能。最后，正交混沌信号设计则关注混沌系统参数和初值的选择，以优化雷达探测性能。 这段研究涵盖了正交MIMO雷达信号设计的多个核心方面，包括信号特性优化、多普勒处理策略、噪声信号的利用以及混沌信号的生成，为提升雷达系统性能提供了理论和技术支持。