劉曉斌，劉　進(jìn)，趙　鋒，艾小鋒，張文明

(國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 電子信息系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410073)

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OFDM雷達(dá)及其關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展

劉曉斌，劉進(jìn)，趙鋒，艾小鋒，張文明

(國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 電子信息系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410073)

摘要正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)雷達(dá)采用了OFDM信號，具有大時(shí)寬帶寬積，且信號編碼方式靈活，通過不同的波形設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，能夠自適應(yīng)調(diào)整信號子載頻的系數(shù)，具備了認(rèn)知雷達(dá)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)。通過簡要回顧OFDM雷達(dá)的發(fā)展歷程，討論了OFDM雷達(dá)信號特點(diǎn)、信號處理及波形設(shè)計(jì)方法等關(guān)鍵技術(shù)，對目前的研究成果進(jìn)行了分析與總結(jié)，指出了存在的問題。討論了OFDM雷達(dá)的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞OFDM雷達(dá)；認(rèn)知雷達(dá)；波形設(shè)計(jì)；信號處理

0引言

Jankiraman[1,2]等人于1998年將多載頻連續(xù)波信號引入到雷達(dá)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了由8個(gè)調(diào)頻連續(xù)波信號組成的發(fā)射信號，并應(yīng)用于PANDORA(Parallel Array for Numerous Different Operational Research Activities)雷達(dá)，獲得了高分辨能力。隨后，N.Levanon等人將多載波OFDM信號應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)[3]，詳細(xì)討論了OFDM雷達(dá)信號的特性及處理方法[4,5]。OFDM信號易于數(shù)字化處理，頻譜利用率較高。與傳統(tǒng)多載頻雷達(dá)信號相比，OFDM雷達(dá)信號的子載頻相互正交，具備了抗多徑干擾等突出優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛研究。

從現(xiàn)有文獻(xiàn)來看，OFDM雷達(dá)信號的研究主要集中于信號處理技術(shù)與波形設(shè)計(jì)等方面。其中多普勒處理、脈沖壓縮、目標(biāo)檢測與跟蹤等都是OFDM雷達(dá)信號處理的主要研究內(nèi)容。認(rèn)知雷達(dá)系統(tǒng)通過感知復(fù)雜多變的環(huán)境，采用波形設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，自適應(yīng)的調(diào)整雷達(dá)收發(fā)系統(tǒng)以適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境。OFDM雷達(dá)信號由多個(gè)子載頻組成，編碼技術(shù)多樣，使波形設(shè)計(jì)更加靈活，因而具備了認(rèn)知雷達(dá)的基本特點(diǎn)。此外，不少國內(nèi)外大學(xué)及研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)建立了OFDM雷達(dá)系統(tǒng)，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了OFDM信號在雷達(dá)系統(tǒng)中的作用與優(yōu)勢。但是，OFDM信號峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)較大，相應(yīng)的雷達(dá)信號處理技術(shù)也有待完善，作為新的雷達(dá)體制，這些問題仍需深入研究并予以解決。

本文從OFDM雷達(dá)信號的特性出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前OFDM雷達(dá)信號處理技術(shù)、波形設(shè)計(jì)理論，分析了當(dāng)前OFDM雷達(dá)波形設(shè)計(jì)理論的本質(zhì)以及研究進(jìn)展；探討了OFDM信號與傳統(tǒng)雷達(dá)在多普勒處理、脈沖壓縮等信號處理方法上的不同。最后，給出了OFDM雷達(dá)系統(tǒng)框架，并討論了OFDM雷達(dá)的未來發(fā)展方向。

1OFDM雷達(dá)信號特性

設(shè)OFDM信號具有L個(gè)子載波，帶寬為BHz，脈寬為Ts。子載波權(quán)系數(shù)為al，則OFDM單脈沖復(fù)包絡(luò)信號為：

(1)

式中，φl(t)=ej2πl(wèi)Δft，Δf=B/L=1/T為子載波頻率間隔。

由于OFDM子載頻滿足fk-fi=(k-i)Δf，那么在一個(gè)符號周期內(nèi)，子載波滿足：

(2)

從而保證了OFDM信號子載波間的正交性。

圖1為OFDM信號各子載波頻譜結(jié)構(gòu)，每個(gè)子載波頻譜的最大值正好對應(yīng)其他子載波的零點(diǎn)。各路子載波頻譜重疊，但在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)是正交的，這樣密集的頻譜結(jié)構(gòu)提高了帶寬利用率。此外，每個(gè)子載波可以選取不同的調(diào)制方式而不影響頻譜結(jié)構(gòu)，使OFDM信號的設(shè)計(jì)具備了很大的靈活性。

圖1　OFDM信號各子載波頻譜結(jié)構(gòu)

總體而言，OFDM雷達(dá)信號具備了以下優(yōu)點(diǎn)：

① 信號產(chǎn)生易于實(shí)現(xiàn)。由于OFDM信號具有特殊的信號結(jié)構(gòu)，使用FFT運(yùn)算模塊可以保證信號的快速產(chǎn)生和解調(diào)[6]。

② 抗干擾能力強(qiáng)。OFDM信號各子載波能夠靈活使用不同的編碼方式，具備了低截獲概率特性。多載頻特性又使得OFDM雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)頻率分集與捷變，能更好地對抗多徑效應(yīng)等復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境。

③ 易于進(jìn)行波形設(shè)計(jì)。OFDM信號由多個(gè)不同頻率的子載頻相互疊加得到，當(dāng)信號頻率不同時(shí)，目標(biāo)散射中心對應(yīng)不同的響應(yīng)，為雷達(dá)提供了更多的目標(biāo)信息。利用這一點(diǎn)進(jìn)行波形設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射波形的最優(yōu)化，改善雷達(dá)性能。

OFDM信號有2個(gè)主要缺點(diǎn)：對信道產(chǎn)生的相位噪聲和頻率偏移非常敏感；信號的PAPR較大，工程實(shí)現(xiàn)時(shí)將會降低射頻功率放大器的效率，導(dǎo)致信號的非線性失真。針對信號PAPR較大的問題，改進(jìn)的PTS算法[7]、預(yù)畸變技術(shù)和相位編碼技術(shù)等都能在一定程度上降低PAPR；不少波形設(shè)計(jì)方法也討論了在PAPR約束條件下OFDM雷達(dá)的性能。

2OFDM雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展及相關(guān)問題

2.1OFDM雷達(dá)信號波形設(shè)計(jì)

OFDM雷達(dá)子載波和相位編碼設(shè)計(jì)靈活，從而成為波形設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容。波形設(shè)計(jì)是通過對當(dāng)前回波中的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，根據(jù)不同的波形設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，自適應(yīng)調(diào)整下次發(fā)射信號的參數(shù)，使波形達(dá)到最優(yōu)而提高雷達(dá)性能。波形設(shè)計(jì)主要包括2個(gè)過程：準(zhǔn)則函數(shù)的選取和最優(yōu)波形的求解[8]。不同環(huán)境下，衡量OFDM雷達(dá)性能的標(biāo)準(zhǔn)不同，選擇的波形設(shè)計(jì)準(zhǔn)則也有差異。

2.1.1基于模糊函數(shù)的OFDM雷達(dá)信號波形設(shè)計(jì)

模糊函數(shù)(Ambiguity Function,AF)是波形設(shè)計(jì)與分析的工具，常被用來分析信號的分辨率、副瓣性能等特性。OFDM信號作為新的雷達(dá)信號樣式，不少文獻(xiàn)都研究了其模糊圖的特性及優(yōu)化方法。

多載頻互補(bǔ)相位編碼技術(shù)[3,5]的提出，使OFDM雷達(dá)信號模糊函數(shù)具有較窄的主瓣和更低的旁瓣，從而更加接近圖釘形狀。為進(jìn)一步改進(jìn)OFDM信號模糊圖形狀，不少學(xué)者從不同角度，根據(jù)不同準(zhǔn)則設(shè)計(jì)了OFDM信號波形。目前基于OFDM模糊函數(shù)的波形設(shè)計(jì)方法主要有2種，分別通過調(diào)整OFDM信號編碼和OFDM信號子載波系數(shù)完成波形設(shè)計(jì)。

在OFDM信號編碼波形設(shè)計(jì)方面，采用迭代算法選擇合適的OFDM信號編碼，然后合成模糊函數(shù)，對OFDM信號整個(gè)多普勒延時(shí)平面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以降低OFDM信號模糊函數(shù)的旁瓣，M.A.Sebt還發(fā)現(xiàn)OFDM信號的PAPR下降，將會以犧牲模糊函數(shù)的低旁瓣性能為代價(jià)[9]。然而，在對整個(gè)多普勒延時(shí)平面進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，往往導(dǎo)致計(jì)算量過大，影響了信號處理的實(shí)時(shí)性。

OFDM信號子載波系數(shù)決定了不同子載波的信號能量，由于目標(biāo)散射中心對不同頻率信號的回波響應(yīng)不同，通過調(diào)整子載波的系數(shù)，可以加強(qiáng)某個(gè)子載波的強(qiáng)度，以達(dá)到回波能量的均衡，這是目前OFDM信號波形設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面。OFDM信號帶寬大，若目標(biāo)速度較大，模糊函數(shù)不滿足窄帶近似條件[10]，為此，Sen提出了OFDM信號寬帶模糊函數(shù)模型，討論了其基本特性。OFDM寬帶模糊圖如圖2所示，其形狀與圖釘形狀的模糊圖非常接近。Sen還通過考慮目標(biāo)散射系數(shù)對模糊函數(shù)的影響，對OFDM信號進(jìn)行波形設(shè)計(jì)，降低了信號模糊圖的旁瓣[11]。

2.1.2實(shí)際環(huán)境的OFDM雷達(dá)信號波形設(shè)計(jì)

實(shí)際環(huán)境下，OFDM雷達(dá)信號波形設(shè)計(jì)主要涉及以下2種：雜波環(huán)境下的OFDM信號波形設(shè)計(jì)和多徑環(huán)境下的OFDM信號波形設(shè)計(jì)。

(1) 雜波環(huán)境下的OFDM信號波形設(shè)計(jì)

雜波背景下的目標(biāo)檢測問題一直是雷達(dá)低空目標(biāo)探測的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)，在分析雷達(dá)低空動目標(biāo)檢測問題時(shí)，需要充分考慮雜波分布特性、目標(biāo)起伏類型等因素。針對OFDM雷達(dá)，在高斯雜波背景下，不同子載波條件下的OFDM雷達(dá)檢測性能不同，子載波個(gè)數(shù)增加，檢測性能將會提高[12]。在非高斯分布雜波和起伏目標(biāo)背景下，OFDM雷達(dá)目標(biāo)檢測能力也得到了驗(yàn)證[13]。這些研究表明，OFDM信號具備雜波背景下的目標(biāo)探測能力，而子載波的增加，提高了信號的頻率多樣性，改善了雷達(dá)的性能。

以波形設(shè)計(jì)為主要方法，提高OFDM雷達(dá)探測性能的關(guān)鍵在于選取合適的波形設(shè)計(jì)最優(yōu)化準(zhǔn)則。Sen提出了基于最大廣義似然比(GLR)的波形設(shè)計(jì)方法，自適應(yīng)調(diào)整OFDM發(fā)射子載波的系數(shù)，提高了雷達(dá)的檢測性能。

機(jī)載雷達(dá)面臨雜波與干擾環(huán)境下的慢速動目標(biāo)檢測問題時(shí)，常采用STAP(Space Time Adaptive Processing)技術(shù)，消除雜波與干擾的影響。將STAP與OFDM雷達(dá)結(jié)合，充分利用信號的多載頻特性與目標(biāo)散射特性，并以最大信干噪比(SINR)準(zhǔn)則進(jìn)行波形設(shè)計(jì)，有效提高了機(jī)載雷達(dá)動目標(biāo)檢測性能，豐富了OFDM雷達(dá)雜波環(huán)境下的目標(biāo)檢測理論[14]。由于OFDM信號受PAPR的限制，Sen研究了PAPR約束下，OFDM雷達(dá)STAP的多目標(biāo)最優(yōu)化問題，發(fā)現(xiàn)PAPR約束越小，STAP性能越好[15]。

然而，STAP的主要缺點(diǎn)在于計(jì)算復(fù)雜度過高，OFDM雷達(dá)采用多載頻體制，勢必會增加STAP的復(fù)雜性。采用稀疏重構(gòu)、知識輔助等方法將會為OFDM-STAP處理提供新的思路。

(2) 多徑環(huán)境下的OFDM信號波形設(shè)計(jì)

OFDM信號最初被用來消除數(shù)字通信信道中多徑衰落帶來的碼間串?dāng)_，在單載波通信中，信道只用來傳輸一個(gè)碼元，信道的非理想頻響特性帶來多徑衰落，并導(dǎo)致碼間串?dāng)_。OFDM把信道帶寬劃分為若干子信道，使每一條子信道近乎理想，不但可以有效利用帶寬，還能抑制多徑效應(yīng)。在雷達(dá)領(lǐng)域，同樣可以利用OFDM信號的多載頻特性，消除低空目標(biāo)探測面臨的多徑效應(yīng)。

在多徑環(huán)境下的目標(biāo)跟蹤問題中，以最小后驗(yàn)克拉美羅界(CRB)[16]和互信息[17]為波形設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，對OFDM信號進(jìn)行波形設(shè)計(jì)，能有效降低距離、速度跟蹤誤差。此外，Sen還分析了OFDM雷達(dá)在多徑環(huán)境下的動目標(biāo)檢測性能，采用GLR檢測目標(biāo)，并通過波形設(shè)計(jì)方法獲得下個(gè)CPI中的OFDM波形參數(shù)，提高了雷達(dá)檢測性能[18]。

2.2OFDM雷達(dá)信號處理

在雷達(dá)系統(tǒng)中，多普勒處理是獲取目標(biāo)速度等信息的重要手段，脈沖壓縮則是寬帶雷達(dá)信號處理中的常用技術(shù)。針對OFDM信號，傳統(tǒng)的多普勒處理與脈沖壓縮方法不再適用。因此，OFDM雷達(dá)信號處理的研究，主要集中于以上2個(gè)方面。此外，將OFDM信號與不同雷達(dá)體制、應(yīng)用背景以及其他關(guān)鍵技術(shù)結(jié)合，提高雷達(dá)性能，也是一個(gè)重要研究方向。

2.2.1OFDM信號常規(guī)處理

多普勒處理是指雷達(dá)對接收到的來自某一固定距離單元或一段時(shí)間的信號，進(jìn)行濾波或譜分析處理。OFDM信號結(jié)構(gòu)特殊，信號子載頻的設(shè)計(jì)也不盡相同，在進(jìn)行多普勒處理時(shí)，要根據(jù)不同的情況，選取相應(yīng)的方法進(jìn)行處理。由于OFDM信號具有多普勒敏感性，通過分別對回波信號進(jìn)行距離及多普勒處理，可以徹底消除多普勒模糊[19]。頻率捷變OFDM信號被提出，并被應(yīng)用于高距離分辨處理，且該信號應(yīng)用于雷達(dá)多普勒處理同樣可行[20]。由此看出，OFDM信號不僅具備基本的多普勒敏感性，還可以通過靈活設(shè)計(jì)，使信號同時(shí)具備其他優(yōu)勢。

單載波雷達(dá)信號，通過匹配濾波進(jìn)行脈沖壓縮，可獲得高距離分辨率。但是，在脈沖壓縮處理中，通過對比單載波調(diào)制與OFDM雷達(dá)脈沖壓縮輸出積分的旁瓣比，OFDM雷達(dá)在測量高速目標(biāo)時(shí)具有更優(yōu)的脈沖壓縮性能和檢測概率[21]。OFDM信號的子載波可以采用不同的相位編碼方式，這為OFDM信號脈沖壓縮提供了新的思路。根據(jù)OFDM多載頻相位編碼信號特性，基于FFT的脈沖壓縮方法被提出，并使雷達(dá)獲得高距離分辨率[22]。

總體而言，OFDM雷達(dá)信號構(gòu)成方式不同，多普勒與脈沖壓縮處理方式也不全然相同。這也正是OFDM信號靈活方便的優(yōu)點(diǎn)。在雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用中，可以根據(jù)不同的環(huán)境設(shè)計(jì)相應(yīng)的子載頻及編碼樣式，并在接收端采用相應(yīng)的方法進(jìn)行處理。

2.2.2OFDM信號多技術(shù)融合處理

在傳統(tǒng)OFDM信號處理基礎(chǔ)上，許多學(xué)者將OFDM雷達(dá)與多輸入多輸出(MIMO)[22,23]、微動目標(biāo)特征提取[24,25]、目標(biāo)極化特性[26]以及合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)[27,28]等技術(shù)結(jié)合起來，豐富和擴(kuò)展了OFDM雷達(dá)信號的應(yīng)用范圍。

多徑效應(yīng)是雷達(dá)低空目標(biāo)探測面臨的一大難題，根據(jù)雷達(dá)低空探測面臨的多徑效應(yīng)機(jī)理，將OFDM與MIMO的頻率分集和空間分集優(yōu)勢結(jié)合起來，OFDM-MIMO雷達(dá)在抑制多徑效應(yīng)方面優(yōu)勢更加明顯。另一方面，建立OFDM雷達(dá)點(diǎn)散射目標(biāo)及微動目標(biāo)的回波信號模型，提出OFDM雷達(dá)微動目標(biāo)特征提取技術(shù)，為雷達(dá)探測微動目標(biāo)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

文獻(xiàn)[26]將OFDM信號進(jìn)行改進(jìn)，提出交織OFDM(Interleaved-OFDM)信號，使OFDM信號在雷達(dá)同時(shí)極化測量領(lǐng)域得到了良好的應(yīng)用。在SAR領(lǐng)域，多載波OFDM-SAR信號處理方法、MIMO-OFDM SAR系統(tǒng)等的提出，豐富了OFDM信號在自適應(yīng)SAR成像和高分辨率成像技術(shù)中的應(yīng)用。

2.3OFDM雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

最早應(yīng)用于PANDORA系統(tǒng)的多載頻信號是OFDM雷達(dá)信號的雛形，此后，采用了OFDM信號的雷達(dá)系統(tǒng)開始出現(xiàn)。典型的OFDM雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)框圖如圖3所示。在系統(tǒng)框圖中，OFDM信號均由FFT模塊產(chǎn)生。

OFDM信號以其高傳輸速率和高帶寬利用率，被作為重要的通信信號調(diào)制方式。在雷達(dá)中，利用其大時(shí)寬帶寬積特性進(jìn)行脈沖壓縮等處理，可以獲得目標(biāo)的距離和多普勒信息。因此，OFDM信號具備了雷達(dá)網(wǎng)間通信與雷達(dá)目標(biāo)探測的雙重優(yōu)勢。在雷達(dá)網(wǎng)通信方面[29]和雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)方面[30]，OFDM信號都被作為主要的研究內(nèi)容。Stralka等人通過研究OFDM 雷達(dá)系統(tǒng)在應(yīng)用中的幾個(gè)關(guān)鍵問題，如天線陣列、收發(fā)裝置和多徑衰落，為構(gòu)建完整的OFDM雷達(dá)系統(tǒng)提供了重要依據(jù)[31]。這些系統(tǒng)的研究和建立都反映了OFDM信號的巨大研究與應(yīng)用價(jià)值，也說明了OFDM信號作為未來構(gòu)建雷達(dá)通信與探測一體化系統(tǒng)的潛在優(yōu)勢。

3結(jié)束語

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，雷達(dá)面臨復(fù)雜的地理和電磁環(huán)境，傳統(tǒng)雷達(dá)在適應(yīng)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境等方面面臨較大挑戰(zhàn)。認(rèn)知雷達(dá)概念被提出后，由于OFDM信號具有抗干擾性強(qiáng)、易于數(shù)字化和波形設(shè)計(jì)方法靈活等優(yōu)點(diǎn)，使得OFDM雷達(dá)具備了成為下一代多功能認(rèn)知雷達(dá)的潛力。

當(dāng)前，認(rèn)知雷達(dá)信號處理技術(shù)及相關(guān)理論有待完善，這是OFDM雷達(dá)系統(tǒng)向認(rèn)知雷達(dá)系統(tǒng)邁進(jìn)的一大難點(diǎn)。其中，主要的難點(diǎn)在于OFDM信號波形設(shè)計(jì)相關(guān)理論還不完善，例如波形設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的選取較為單一；最優(yōu)波形求解方法的復(fù)雜性較大；對環(huán)境的認(rèn)知能力有待提升等。如何有效解決以上問題，對構(gòu)建以O(shè)FDM信號為主要信號樣式的認(rèn)知雷達(dá)系統(tǒng)，有重要影響。

OFDM信號是通信領(lǐng)域的重要信號樣式，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化雷達(dá)系統(tǒng)是未來雷達(dá)系統(tǒng)一個(gè)發(fā)展方向。如何有效利用OFDM信號的特性，實(shí)現(xiàn)互相通信與目標(biāo)探測之間互不影響，從而構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化雷達(dá)系統(tǒng)，都是需要考慮和解決的問題。

此外，OFDM信號本身還存在不少缺點(diǎn)，如信號編碼樣式有一定的局限性；信號的PAPR較大，工程實(shí)現(xiàn)時(shí)易導(dǎo)致信號的非線性失真；傳統(tǒng)的信號結(jié)構(gòu)比較固定，抗干擾能力受到限制等等。為解決這類問題，仍需要更多的信號處理技術(shù)和理論研究。

參考文獻(xiàn)

[1]JANKIRAMAN M,WESSELS B J,VAN GENDEREN P.Design of a Multifrequency FMCW Radar[C]//The 28th European Microwave Conference,Amsterdam,1998:548-589.

[2]JANKIRAMAN M,WESSELS B J,VAN GENDEREN P.Pandora Multifrequency FMCW/SFCW Radar[C]//IEEE National Radar Conference,Alexandria,VA,USA,2000:750-757.

[3]LEVANON N.Multifrequency Radar Signals[C]//IEEE International Radar Conference,Alexandria,VA,USA,2000:683-688.

[4]LEVANON N,MOZESON E.Multicarrier Radar Signal-pulse Train and CW[J].Aerospace and Electronic Systems,IEEE Transactions on,2002,38(2):707-720.

[5]LEVANONN.Multifrequency Complementary Phase-coded Radar Signal[J].IEE Proceedings-Radar,Sonar and Navigation,2000,147(6):276-284.

[6]PANDHARIPANDE A.Principles of OFDM[J].Potentials,IEEE,2002,21(2):16-19

[7]王可霞,張敏,陳磊,等.降低OFDM系統(tǒng)峰均比的改進(jìn)算法研究[J].無線電通信技術(shù),2014,40(1):45-47.

[8]黎湘,范梅梅.認(rèn)知雷達(dá)及其關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J].電子學(xué)報(bào),2012,40(9):1 863-1 870.

[9]SEBT M A,SHEIKHI A,NAYEBI M M.Orthogonal Frequency-division Multiplexing Radar Signal Design with Optimised Ambiguity Function and Low Peak-to-average Power Ratio[J].Radar,Sonar & Navigation,IET,2009,3(2):122-132.

[10]KELLYE J,WISHNER R P.Matched-filter Theory for High-velocity,Accelerating Targets[J].Military Electronics,IEEE Transactions on,1965,9(1):56-69.

[11]SEN S,NEHORAI A.Adaptive Design of OFDM Radar Signal with Improved Wideband Ambiguity Function[J].Signal Processing,IEEE Transactions on,2010,58(2):928-933.

[12]SEN S,NEHORAI A.Target Detection in Clutter Using Adaptive OFDM Radar[J].Signal Processing Letters,IEEE,2009,16(7):592-595.

[13]KAFSHGARI S,MOHSENI R.Fluctuating target Detection in Presence of Non Gaussian Clutter in OFDM Radars[J].AEU-International Journal of Electronics and Communications,2013,67(10):885-893.

[14]SEN S.OFDM Radar Space-time Adaptive Processing by Exploiting Spatio-temporal Sparsity[J].Signal Processing,IEEE Transactions on,2013,61(1):118-130.

[15]SEN S.PAPR-Constrained Pareto-Optimal Wave form Design for OFDM-STAP Radar[J],2013.

[16]CHAVALI P,NEHORAI A.Cognitive Radar for Target Tracking in Multipath Scenarios[C]//Wave form Diversity and Design Conference(WDD),2010 International IEEE,2010:000110-000114.

[17]SEN S,NEHORAI A.OFDM MIMO Radar with Mutual-information Waveform Design for Low-grazing Angle Tracking[J].Signal Processing,IEEE Transactions on,2010,58(6):3 152-3 162.

[18]SEN S,NEHORAI A.Adaptive OFDM Radar for Target Detection in Multipath Scenarios[J].Signal Processing,IEEE Transactions on,2011,59(1):78-90.

[19]TIGREK R F,DE HEIJ W J A,VAN Genderen P.Multi-carrier Radar Waveform Schemes for Range and Doppler Processing[C]//IEEE National Radar Conference Proceedings,Pasadena,CA,United States,2009:1-5.

[20]LELLOUCH G,TRAN P,PR IBIC R,et al.OFDM Waveforms for Frequency Agility And Opportunities for Doppler Processing in Radar[C]//IEEE Radar Conference,Rome,Italy,2008:432-437.

[21]顧陳,張勁東,朱曉華.基于 OFDM 的多載波調(diào)制雷達(dá)系統(tǒng)信號處理及檢測[J].電子與信息學(xué)報(bào),2009,31(6):1 298-1 300.

[22]MOHSENI R,SHEIKHI A,SHIRAZI M A M.A New Approach to Compress Multicarrier Phase-coded Signals[C]//Radar Conference，RADAR'08 IEEE，2008:1-6.

[23]袁海鋒,江朝抒.OFDM-MIMO 雷達(dá)體制的多徑抑制性能分析[J].信號處理,2012,28(7):1 000-1 005.

[24]霍凱.基于 OFDM 新體制雷達(dá)信號的微動目標(biāo)特征提取研究[D].長沙:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2011.

[25]霍凱,李康樂,姜衛(wèi)東,等.微動目標(biāo) OFDM 雷達(dá)回波調(diào)制機(jī)理分析[J].電子學(xué)報(bào),2011,39(3):685-689.

[26]WANG Z,TIGREK F,KRASNOV O,et al.Interleaved OFDM Radar Signals for Simultaneous Polarimetric Measurements[J].Aerospace and Electronic Systems,IEEE Transactions on,2012,48(3):2 085-2 099.

[27]WANG W Q.Space-time Coding MIMO-OFDM SAR for High-resolution Imaging[J].Geoscience and Remote Sensing,IEEE Transactions on,2011,49(8):3 094-3 104.

[28]GARMATYUK D,BRENNEMAN M.Adaptive Multicarrier OFDM SAR Signal Processing[J].Geoscience and Remote Sensing,IEEE Transactions on,2011,49(10):3 780-3 790.

[29]LELLOUCH G,NIKOOKAR H.On the Capability of a Radar Network to Support Communications[C]//Communications and Vehicular Technology in the Benelux,2007 14th IEEE Symposium on IEEE,2007:1-5.

[30]STURM C,ZWICK T,WIESBECK W.An OFDM System Concept for Joint Radar and Communications Operations[C]//IEEE Vehicular Technology Conference,Barcelona,Spain,2009:1-5.

[31]STRALKA J P,MEYER G G L.OFDM-based Wideband Phased Array Radar Architecture[C]//Radar Conference.RADAR′08.IEEE.IEEE,2008:1-6.

劉曉斌男，(1990—)，博士研究生，信息與通信工程專業(yè)。主要研究方向：電子信息系統(tǒng)仿真評估技術(shù)，雷達(dá)、通信信號處理。

引用格式：劉曉斌,劉進(jìn),趙鋒,等.OFDM雷達(dá)及其關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J].無線電工程,2016,46(1):25-29.

Research Advance on OFDM Radar and Its Key Technology

LIU Xiao-bin,LIU Jin,ZHAO Feng,AI Xiao-feng,ZHANG Wen-ming

(StateKeyLaboratoryofComplexElectromagneticEnvironmentEffectsonElectronicsandInformationSystem,

NationalUniversityofDefenseTechnology,ChangshaHu’nan410073,China)

AbstractThe Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)radar possesses broadband and wideband with the use of OFDM signal.By better utilizing the flexibility of coding and frequency diversities of the signal,the OFDM radar can be candidate cognitive radar in the future.This paper reviews the development of OFDM radar.Then the key technologies of signal processing and waveform design are discussed.The research advances are analyzed and summarized.At last,the prospects of OFDM radar are pointed out.

Key wordsOFDM radar;cognitive radar;waveform design;signal processin

作者簡介

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61101180；61401491)。

收稿日期：2015-09-14

中圖分類號TN958

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1003-3106(2016)01-0025-05

doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2016.01.06