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。
2.根据权利要求1所述的一种基于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,所述步骤(1)中,OFDM信号采用频分复用的时频结构,并采用子载波分块的方法进行一体化信号射频隐身设计。
3.根据权利要求1所述的一种基于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,所述步骤(2)中,目标检测概率和通信信道容量分与各通信子信道以及目标脉冲响应有关,根据系统的性能指标进行确定。