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高距离分辨雷达均采用宽带信号作为雷达系统的发射波形。传统宽带信号为LFM信号,LFM信号的缺点是波形简单、能量时频分布集中,容易被现代的时频分析等方法截获。为了改善宽带雷达信号的低截获性能,多载波信号作为一种宽带波形开始被引入到雷达领域,由于其能量时频分布的分散性,难以被现代的时频分析等侦察方法有效截获。多载波技术与幅相编码及子载波调频技术相结合,使得雷达信号形式更加复杂、信号的不可预测性更强、对信号进行参数估计更加困难、非匹配滤波(侦察接收机)相对于匹配滤波(雷达接收机)的能量积累效率更低,进一步改善了多载波信号的低截获能力。正交频分复用OFDM脉冲信号就是一种典型的多载波雷达信号,虽然集优点于一身,但多普勒容限小,不适用于制导雷达在搜索模式中检测高超声速目标,针对上述问题,迫切需要设计一种多普勒容限大的多载波雷达信号。本文针对上述应用背景,提出了一种非均匀频率密度多载波(NUFD-MC)信号以及基于NLFM信号频谱窗函数的子载波频点生成方法,分析了该信号的高距离分辨特性、高多普勒容限特性和带外衰减快的频谱特性,并对该信号峰均比抑制方法进行了研究。本文的主要研究内容如下:(1)针对OFDM信号的多普勒敏感问题,提出了一种非均匀频率密度多载波新型雷达信号。具体地,研究并提出了基于NLFM信号频谱窗函数的子载波频点生成方法,推导了其模糊函数;并将其距离分辨特性、多普勒特性和频谱特性与典型的PN-OFDM和SCAPW-OFDM信号进行了对比;理论分析与仿真实验结果表明:NUFD-MC信号能有效实现距离高分辨,具有较高的信号能量利用效率以及良好的脉压特性,没有距离多普勒耦合效应,并且多普勒容限大大提高,比较适合于宽带高分辨雷达对高速目标的搜索与检测。(2)针对NUFD-MC信号峰均比高的缺点,从波形设计方面研究和提出了降低其峰均比的方法,同时兼顾了信号的探测性能。具体来说,对于相同序列编码的NUFD-MC信号,将基于窗函数幅度加权、相位加权以及幅相组合加权的峰均比抑制方法应用于NUFD-MC信号,获得了最佳的加权设计方案,即:Hamming窗函数幅度与Schroeder相位组合加权的效果最佳,可以在兼顾目标探测性能的同时,其降峰均比效果达到最好;对于循环序列编码的NUFD-MC信号,主要通过各个子载波相位编码序列的连续循环移位,并结合子载波窗函数幅度加权来达到降低峰均比的目的;为进一步降低循环序列编码NUFD-MC信号的峰均比,提出了一种基于遗传算法优化的随机移位编码NUFD-MC信号,并通过遗传算法找到最优的随机移位编码方式,根据合理的PARR指标约束条件设计出合适的信号形式,且信号的自相关函数旁瓣也得到了极大地降低。