专利名称：一种混沌雷达信号源及混沌雷达信号同步系统的制作方法
技术领域：
本发明属于通信及雷达应用领域，特别涉及一种可产生混沌信号的信号源结构。
背景技术：
由于混沌信号的类随机性以及混沌系统对初值的极端敏感性，使得混沌信号具有极强的保密性，难以被破译复制，被识别率极低，使得其在通信和雷达中的应用研究越来越多。混沌的雷达应用是混沌应用在信息工程领域的一个重要方面，尽管混沌的雷达应用研究比其在通信中的应用研究要晚，但是发展很快。通常将混沌信号雷达归结为随机(噪声)信号雷达体系，随机信号雷达具有图钉型的模糊函数，它具有非常高的距离、速度分辨率和测量精度、极强的抗干扰能力、极低的截获概率、良好的电磁兼容能力和高精度的目标检测性能，可以解决远距离的高速目标测量，解决多普勒敏感困难等问题，它的许多优良性能是其它雷达无法比拟的。混沌信号本质上的确定性，使信号的产生系统更加简单，统计特性及轨迹的控制更加容易；混沌信号的非周期性，决定了基于混沌的雷达系统不会有距离模糊的现象，并且混沌信号有很好的自相关函数和“图钉型”的模糊函数，是一种理想的雷达信号，混沌在噪声雷达、连续波雷达和脉冲压缩体制雷达中有着广泛的应用前景。现对国内外混沌在雷达中的应用及混沌雷达信号波形的设计简述如下在国内，我国学者黄香馥等研究了 Tent —维函数迭代型混沌序列产生混沌雷达波形的方法，从理论上推导了混沌连续雷达波形和截断混沌序列调制的单载频矩形脉冲雷达波形的模糊特性。目前，混沌在雷达中的应用主要体现在以下几个方面一个方面是利用杂波具有分形特征而具有光滑表面的物体，如坦克、飞机等的目标回波没有分形特征的差别，根据 6-P算法识别目标；二是根据杂波特性对其进行动力学建模，这个方向以Leimg和Haykin 为代表，他们提出了海杂波的混沌模型，并成功地应用神经网络等技术提取出淹没在海杂波中的小目标；三是根据混沌信号具有频谱很宽的类噪声特性设计混沌雷达信号，设计出来的雷达信号不仅模糊函数逼近理想的图钉型，具有高距离分辨率和速度分辨率，而且有很好的低截获率(LPI)特性，具有广阔的应用前景。相关学者从自相关函数、功率谱和模糊函数三个方面分析了连续混沌调频信号常规的雷达测量性能，并研究了连续混沌调频雷达的抗干扰性能。研究并分析了两种连续混沌调频信号的波形设计方法，分别是动力学设计和认知波形设计。Leung和Haykin等证实了海杂波的混沌性态，建立了一种新的海杂波模型，并由此研究了基于混沌建模的目标检测方法。有关雷达波形的混沌设计研究更为深入与广泛，如Hara等人将混沌信号用于汽车防撞雷达中，Bauer提出了基于混沌信号的连续波测距雷达，Lin等人提出的激光混沌雷达，Venkatasubramnian提出了混沌幅度调制信号并用于穿墙雷达成像。这些混沌雷达波形都具有比较理想的模糊函数，理论上具有较好的距离和测速精度。
混沌信号是一种典型的宽带信号，具有宽带连续谱，图钉型模糊函数，复杂的信号形式，简单廉价的产生方式，在保密通信和雷达领域日益得到重视。与其他宽带信号类似， 在混沌信号的许多实际工程应用中往往需要对信号进行时延和变换，例如雷达或通信接收机为进行信号的相关累积，需要对超宽带信号进行时延，系统存在相对运动时甚至需要对信号作时间尺度变换；相控阵雷达为实现宽带宽角扫描，必须采用真实时间延迟线。而为了实现对宽带信号的时延或处理，信号的采样和重构是一个关键的问题。目前流行的认知雷达研究领域，本发明人参与发表的《连续混沌调频信号的动力学设计与分析》(见2010物理学报，蒋飞、刘中、胡文、包伯成著)一文中，曾提出可通过设计调频信号，控制输出信号的频谱；然而无法从调频信号获知输出信号的相位信息，此方法产生的输出信号也面临宽带信号的时延问题，有待改进。以上对混沌信号应用于雷达的现状进行了详细的说明，本发明人即是基于混沌信号的发展趋势，研制出一种可产生用于雷达应用领域的混沌信号源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种混沌雷达信号源、混沌雷达信号的产生方法以及混沌雷达信号同步系统，其产生的混沌信号具有可控的宽频带，峰均功率比低以及脉冲压缩性能好等特点，容易通过两个系统同步的方式来完成发射信号的延时重构，在雷达应用领域中有广阔的应用前景。本发明为解决以上技术问题，所采用的技术方案是一种混沌雷达信号源，包括调频模块、定时器、变换器和寄存器，调频模块产生的调频信号一方面进行输出，另一方面经定时器定时采样后送入变换器，将该采样信号进行多项式变换后送入寄存器，所述寄存器的输出端连接调频模块的输入端。一种混沌雷达信号的产生方法，包括如下步骤(1)对输出的调频信号x(t)进行定时采样，得到采样信号XUtl+At)；(2)对前述步骤中的采样信号进行多项式变换，所述多项式的表达式为
权利要求
1.一种混沌雷达信号源，其特征在于包括调频模块、定时器、变换器和寄存器，调频模块产生的调频信号一方面进行输出，另一方面经定时器定时采样后送入变换器，将该采样信号进行多项式变换后送入寄存器，所述寄存器的输出端连接调频模块的输入端。
2.一种混沌雷达信号的产生方法，其特征在于包括如下步骤(1)对输出的调频信号x(t)进行定时采样，得到采样信号XUtl+At)；m(2)对前述步骤中的采样信号进行多项式变换，所述多项式的表达式为/00=，i=0其中m为正整数， 为实数；(3)对前述变换后的信号进行保持，得到前述调频信号x(t)的调频码，对该调频信号进行控制，输出得到所需的混沌信号。
3.—种混沌雷达信号同步系统，其特征在于包括信号源和自适应模块，其中，信号源包括第一调频模块、第一定时器、第一变换器和第一寄存器，第一调频模块的输出端经由第一定时器连接第一变换器的输入端，而第一变换器的输出端经由第一寄存器连接第一调频模块的输入端；自适应模块包括第二调频模块、第二定时器、第二变换器、第二寄存器和控制器，第二调频模块的输出端经由第二定时器连接控制器的一个输入端，控制器的另一输入端连接第一定时器的输出端，而控制器的输出端连接第二变换器的输入端，该第二变换器的输出端经由第二寄存器连接第二调频模块的输入端。
全文摘要
本发明公开一种混沌雷达信号源，包括调频模块、定时器、变换器和寄存器，调频模块产生的调频信号一方面进行输出，另一方面经定时器定时采样后送入变换器，将该采样信号进行多项式变换后送入寄存器，所述寄存器的输出端连接调频模块的输入端。此种信号源产生的混沌信号具有宽频带，峰均功率比低以及脉冲压缩性能好等特点，可以通过两个系统同步的方式来完成发射信号的延时重构，在雷达应用领域中有广阔的应用前景。本发明还公开一种混沌雷达信号的产生方法以及一种混沌雷达信号同步系统。
文档编号H04L9/00GK102305926SQ201110242488
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者万敏雪, 吴朕, 奉桂, 张宇, 张弓, 张璐, 李俊平, 胡文, 赵广浩 申请人:南京航空航天大学