基于凸优划的最佳抗干扰超宽带波形设计

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1、２０４雷达系统基于凸优划的最佳抗干扰超宽带波形设计刘翼鹏万群电子科技大学电子工程学院，成都，６１００５４【摘要】超宽带系统与其它电子系统的谱共存问题是超宽带技术走向应用的一个关键问题。本文采用有限脉冲响应滤波器设计超宽带基本脉冲频谱，在最大化掩模限制功率谱利用率的凸优划模型基础上，通过修改功率谱掩模，加入抗干扰谱陷波的设计，并且提出同时考虑收发两端的干扰。通过新的优化模型解出最优滤波器抽头系数，设计的新波形可以同时灵活地完成抗频域干扰和最大化信号能量。【关键词】波形设计；超宽带；抗干扰；凸优划犗狆狋犻犿犪犾犃狀狋犻－犻狀狋犲狉犳犲狉犲狀犮犲犝犾狋狉犪犠犻犱犲犫犪狀犱犠犪狏犲犳狅狉犿犇犲狊

2、犻犵狀犅犪狊犲犱狅狀犆狅狀狏犲狓犗狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀犔犻狌犢犻－狆犲狀犵，犠犪狀犙狌狀犛犮犺狅狅犾狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犈狀犵犻狀犲狉狉犻狀犵狅犳犝犈犛犜犆，犆犺犲狀犵犱狌６１００５４，犆犺犻狀犪【犃犫狊狋狉犪犮狋】犜犺犲狊狆犲犮狋狉犪犾犮狅犲狓犻狊狋犲狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀狌犾狋狉犪狑犻犱犲犫犪狀犱狊狔狊狋犲犿犪狀犱狅狋犺犲狉狊犻狊犪犽犲狔犮犺犪犾犾犲狀犵犲犳狅狉犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀．犐狀狋犺犻狊狆犪狆犲狉，狑犲犪犱狅狆狋狋犺犲犳犻狀犻狋犲犻犿狆狌犾狊犲狉犲狊狆狅狀狊犲犳犻犾狋犲狉狋狅狊犺犪狆犲狋犺犲狊狆犲犮狋狉狌犿狅犳犫犪狊犻犮狆狌犾狊犲．犅犪狊犲犱狅狀狋犺犲犮狅狀狏犲狓狅狆狋

3、犻犿犻狕犪狋犻狅狀犿狅犱犲犾狅犳犿犪狓犻犿犻狕犻狀犵犿犪狊犽－犮狅狀狊狋狉犪犻狀狋狆狅狑犲狉狊狆犲犮狋狉犪犾犱犲狀狊犻狋狔（犘犛犇），狑犲犪犱犱狋犺犲犱犲狊犻犵狀狅犳狊狆犲犮狋狉犪犾狀狅狋犮犺犳狅狉犪狀狋犻－犻狀狋犲狉犳犲狉犲狀犮犲犫狔犿狅犱犻犳狔犻狀犵狋犺犲犘犛犇犿犪狊犽．犃狀犱狑犲犪犾狊狅狆狉狅狆狅狊犲狋狅犮狅狀狊犻犱犲狉狋犺犲犻狀狋犲狉犳犲狉犲狀犮犲犻狀犫狅狋犺狋狉犪狀狊犿犻狋狋犲狉犪狀犱狉犲犮犲犻狏犲狉狑犺犲狀狑犲犱犲狊犻犵狀狋犺犲狑犪狏犲犳狅狉犿．犜犺犲狅狆狋犻犿犪犾犳犻犾狋犲狉犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犮犪狀犫犲狊狅犾狏犲犱狅狌狋犫狔狋犺犲狀犲狑犿狅犱犲犾，犪狀犱犿犪犽犲狋犺犲

4、狊狔狀狋犺犲狊犻狕犲犱狑犪狏犲犳狅狉犿犮犪狀犪犮犺犻犲狏犲犪狀狋犻－犻狀狋犲狉犳犲狉犲狀犮犲犳犾犲狓犻犫犾犲犾狔狑犺犻犾犲犺犪狏犲狋犺犲犿犪狓犲狀犲狉犵狔．【犓犲狔狑狅狉犱狊】狑犪狏犲犳狅狉犿犱犲狊犻犵狀；狌犾狋狉犪狑犻犱犲犫犪狀犱（犝犠犅）；犪狀狋－犻狀狋犲狉犳犲狉犲狀犮犲；犮狅狀狏犲狓狅狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀时，复杂的干扰环境对抗干扰技术提出更高的要求。１引言在保证超宽带信号发射能量情况下，在干扰频点设计２００２年美国联邦通信委员会（犉犆犆）公布了超宽带超宽带信号谱陷波将是一个好的解决方法。［１］传统的超宽带信号如高斯脉冲信号，余弦脉冲信的应用规范，超宽带技术在学术界和工业界迅速成为

5、研究热点。犛犺犪狀狀狅狀信道容量定理表明巨大的带宽号等，不能高效的满足谱掩模的要求。通过掩模采样，将极大地增大信道容量。克拉米罗界分析表明犝犠犅文献［５］提出了一种基于特征值分解的数字超宽带脉信号的巨大带宽可以获得高时间分辨率，从而得到高冲形成算法；文献［６］在此基础上提出了谱陷波设计方［２］法。但这种方法并且没有达到谱掩模的最大化利用，精度的测距和定位能力。此外，超宽带技术还有低截获概率、穿透能力、抗干扰性能强、低成本等优点。并且谱陷波设计方法不够灵活。此后，基于有限脉冲基于超宽带技术的通信、成像和定位的一体化设计成响应（犉犐犚）滤波器的超宽带信号设计得到一定发展。［３］文献［７］提出

6、基于犘犕算法的信号设计方法，但它没有为一个重要趋势。超宽带信号由于其巨大的带宽而可能和现存一些直接最大化谱掩模利用率，并且算法存在收敛到局部电子通信系统共享频段。为解决它们的共存问题，最小值的风险。文献［８］、［９］提出了基于凸优化模型犉犆犆将超宽带信号的功率谱密度限定在一定水平的谱掩模利用率最大化设计方法。［１］下。但信号的能量直接影响信号的检测。为了提高本文中在最大化信号能量同时，设计谱陷波完成超宽带系统的性能，必然要求掩模空间的最大化利用。抗干扰目的。为了达到超宽带系统与其它系统的共此外，实际测量还发现满足犉犆犆的谱掩模的超宽存，即同时减少超宽带系统对其它电子系统的干扰和［４］带信

7、号对其它通信系统仍然存在不可忽视的干扰。其它电子系统对超宽带系统的干扰，文章提出在信号并且当超宽带技术应用于军事行动等复杂电磁环境中设计中同时考虑收发两端的干扰。在文献［８］、［９］的基于凸优划的最佳抗干扰超宽带波形设计２０５基础上，通过将干扰频点的对应的掩模频点修改到一犛（犳）和犕（犳），最大化的系数矢量犵，同时满足谱狇ψ个较低的水平，形成功率谱掩模陷波。再将这个新的掩模限制犛（犳）≤犕（犳）。数学表示为狆掩模应用在凸优化模型中，