[發(fā)明專利]一種混沌雷達信號源及混沌雷達信號同步系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102305926A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 胡文;趙廣浩;張弓;李俊平;張宇;萬敏雪;張璐;奉桂;吳朕
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28;H04L9/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發(fā)明屬于通信及雷達應用領域，特別涉及一種可產(chǎn)生混沌信號的信號源結構。

背景技術

由于混沌信號的類隨機性以及混沌系統(tǒng)對初值的極端敏感性，使得混沌信號具有極強的保密性，難以被破譯復制，被識別率極低，使得其在通信和雷達中的應用研究越來越多。混沌的雷達應用是混沌應用在信息工程領域的一個重要方面，盡管混沌的雷達應用研究比其在通信中的應用研究要晚，但是發(fā)展很快。

通常將混沌信號雷達歸結為隨機(噪聲)信號雷達體系，隨機信號雷達具有圖釘型的模糊函數(shù)，它具有非常高的距離、速度分辨率和測量精度、極強的抗干擾能力、極低的截獲概率、良好的電磁兼容能力和高精度的目標檢測性能，可以解決遠距離的高速目標測量，解決多普勒敏感困難等問題，它的許多優(yōu)良性能是其它雷達無法比擬的。

混沌信號本質上的確定性，使信號的產(chǎn)生系統(tǒng)更加簡單，統(tǒng)計特性及軌跡的控制更加容易；混沌信號的非周期性，決定了基于混沌的雷達系統(tǒng)不會有距離模糊的現(xiàn)象，并且混沌信號有很好的自相關函數(shù)和“圖釘型”的模糊函數(shù)，是一種理想的雷達信號，混沌在噪聲雷達、連續(xù)波雷達和脈沖壓縮體制雷達中有著廣泛的應用前景。現(xiàn)對國內外混沌在雷達中的應用及混沌雷達信號波形的設計簡述如下：

在國內，我國學者黃香馥等研究了Tent一維函數(shù)迭代型混沌序列產(chǎn)生混沌雷達波形的方法，從理論上推導了混沌連續(xù)雷達波形和截斷混沌序列調制的單載頻矩形脈沖雷達波形的模糊特性。

目前，混沌在雷達中的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一個方面是利用雜波具有分形特征而具有光滑表面的物體，如坦克、飛機等的目標回波沒有分形特征的差別，根據(jù)6-P算法識別目標；二是根據(jù)雜波特性對其進行動力學建模，這個方向以Leung和Haykin為代表，他們提出了海雜波的混沌模型，并成功地應用神經(jīng)網(wǎng)絡等技術提取出淹沒在海雜波中的小目標；三是根據(jù)混沌信號具有頻譜很寬的類噪聲特性設計混沌雷達信號，設計出來的雷達信號不僅模糊函數(shù)逼近理想的圖釘型，具有高距離分辨率和速度分辨率，而且有很好的低截獲率(LPI)特性，具有廣闊的應用前景。

相關學者從自相關函數(shù)、功率譜和模糊函數(shù)三個方面分析了連續(xù)混沌調頻信號常規(guī)的雷達測量性能，并研究了連續(xù)混沌調頻雷達的抗干擾性能。研究并分析了兩種連續(xù)混沌調頻信號的波形設計方法，分別是動力學設計和認知波形設計。

Leung和Haykin等證實了海雜波的混沌性態(tài)，建立了一種新的海雜波模型，并由此研究了基于混沌建模的目標檢測方法。

有關雷達波形的混沌設計研究更為深入與廣泛，如Hara等人將混沌信號用于汽車防撞雷達中，Bauer提出了基于混沌信號的連續(xù)波測距雷達，Lin等人提出的激光混沌雷達，Venkatasubramnian提出了混沌幅度調制信號并用于穿墻雷達成像。這些混沌雷達波形都具有比較理想的模糊函數(shù)，理論上具有較好的距離和測速精度。

混沌信號是一種典型的寬帶信號，具有寬帶連續(xù)譜，圖釘型模糊函數(shù)，復雜的信號形式，簡單廉價的產(chǎn)生方式，在保密通信和雷達領域日益得到重視。與其他寬帶信號類似，在混沌信號的許多實際工程應用中往往需要對信號進行時延和變換，例如雷達或通信接收機為進行信號的相關累積，需要對超寬帶信號進行時延，系統(tǒng)存在相對運動時甚至需要對信號作時間尺度變換；相控陣雷達為實現(xiàn)寬帶寬角掃描，必須采用真實時間延遲線。而為了實現(xiàn)對寬帶信號的時延或處理，信號的采樣和重構是一個關鍵的問題。

目前流行的認知雷達研究領域，本發(fā)明人參與發(fā)表的《連續(xù)混沌調頻信號的動力學設計與分析》(見2010物理學報，蔣飛、劉中、胡文、包伯成著)一文中，曾提出可通過設計調頻信號，控制輸出信號的頻譜；然而無法從調頻信號獲知輸出信號的相位信息，此方法產(chǎn)生的輸出信號也面臨寬帶信號的時延問題，有待改進。

以上對混沌信號應用于雷達的現(xiàn)狀進行了詳細的說明，本發(fā)明人即是基于混沌信號的發(fā)展趨勢，研制出一種可產(chǎn)生用于雷達應用領域的混沌信號源。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種混沌雷達信號源、混沌雷達信號的產(chǎn)生方法以及混沌雷達信號同步系統(tǒng)，其產(chǎn)生的混沌信號具有可控的寬頻帶，峰均功率比低以及脈沖壓縮性能好等特點，容易通過兩個系統(tǒng)同步的方式來完成發(fā)射信號的延時重構，在雷達應用領域中有廣闊的應用前景。

本發(fā)明為解決以上技術問題，所采用的技術方案是：