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申请/专利权人：南京信息工程大学

摘要：本发明公开了一种基于OFDM梳状谱信号的雷达通信一体化射频隐身波形设计方法，包括以下步骤：（1）对OFDM信号采用梳状的时频结构，将雷达子载波均匀地插入OFDM子载波中，对雷达通信一体化射频隐身信号采用分组的方式进行功率分配，（2）以最小化总功率为目标函数，将目标检测概率和通信信道容量作为约束条件构建OFDM梳状谱雷达通信一体化射频隐身信号优化模型；（3）采用罚函数法将步骤2中的优化模型转化为二次规划问题，采用信赖域方法求解；（4）生成OFDM梳状谱雷达一体化射频隐身信号；本发明有效降低一体化信号的峰值功率，提升一体化信号的射频隐身性能。

主权项：1.一种基于OFDM梳状谱信号的雷达通信一体化射频隐身波形设计方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）对OFDM信号采用梳状的时频结构，将雷达子载波均匀地插入OFDM子载波中，对雷达通信一体化射频隐身信号采用分组的方式进行功率分配，得到发射信号模型、目标检测概率和通信信道容量C；其中，得到发射信号模型、目标检测概率和通信信道容量C具体如下：OFDM信号基带形式为： ；其中，M表示子载波数，N表示符号数，T表示符号周期，每个子载波间的频率为，表示第n个符号上第m个子载波上调制的通信数据；在奈曼-皮尔逊准则下判决目标存在的条件为： ；其中，M为信号子载波数，为热噪声功率谱密度，为信号到目标之间的信道响应，为检测门限；检测概率与虚警概率之间满足的数学关系为： ；其中，为噪声功率，为偏移系数，其表达式为： ；通信信道容量表达式为： ；其中，表示第j个通信子载波上分配的功率，表示第j个子信道的频率响应，表示的取模运算，表示第j个子信道中的噪声功率；（2）以最小化总功率为目标函数，将目标检测概率和通信信道容量作为约束条件构建OFDM梳状谱雷达通信一体化射频隐身信号优化模型；优化模型的表达式为： ；其中，表示系统偏移系数的最低门限，表示系统所需通信信道容量的最低门限；其中，在多目标场景中，；其中，代表第k个目标的偏移门限值；系统的系统偏移系数门限需要达到检测目标中偏移系数的最大值；（3）采用罚函数法将步骤2中的优化模型转化为二次规划问题，采用信赖域方法求解；具体如下：首先，一体化射频隐身波形优化模型通过引入松弛变量，其中，，将公式（6）转化为： ；然后通过内点法将不等式约束的优化问题转化成等式约束，同时构造障碍函数，公式如下： ；设解向量为同时引入罚因子则公式（7）转化为： ；然后，构造拉格朗日函数，公式如下： ；其中，，，； ；将序列二次规划SQP算法应用到公式（10）中，获得二次规划问题： ；其中，；；；；；，；；公式（11）中的元素B存在不确定因素，采用信赖域方法来求解，优化问题转化为： ；其中，表示范数；表示置信域半径；依据公式（11）对优化问题求解，计算出最优的雷达和通信功率优化系数，从而生成OFDM梳状谱雷达通信一体化射频隐身波形；（4）根据优化后各分块上的优化系数生成OFDM梳状谱雷达一体化射频隐身信号，再经发射机发射，然后在接收端接收回波信号，最后分别对回波进行雷达处理和通信处理，从而验证信号的雷达探测、通信传输以及抗截获性能。

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