Golfvormoptimalisatieprobleem in radarcommunicatiesysteem

Met de explosieve groei van het aantal verbonden apparaten en de toenemende vraag naar draadloos spectrum is het noodzakelijk om meerdere RF-functies te integreren op platforms zoals vliegtuigen en schepen, zoals radar, dataverbindingen en systemen voor elektronische oorlogsvoering. Door een radarcommunicatiesysteem met dubbele functie te ontwerpen, is het mogelijk om spectrum op hetzelfde hardwareplatform te delen en gelijktijdige doeldetectie en draadloze communicatie te ondersteunen. Door radar- en communicatieprestaties in evenwicht te brengen, kan het ontwerp van een radarcommunicatiesysteem met dubbele functie worden bereikt, wat een veelbelovende technologie is.

Golfvormontwerp is een van de sleuteltaken in radarcommunicatiesystemen. Een goede golfvorm moet een efficiënte objectdetectie en gegevensoverdracht mogelijk maken. Bij het ontwerpen van golfvormen moet met veel factoren rekening worden gehouden, zoals signaal-ruisverhouding, Doppler-effect van het doel, multipath-effect, enz. Ondertussen moet de golfvorm, vanwege de verschillende werkmodi van radar en communicatie, in staat zijn om aan de behoeften van beiden te voldoen.

Er bestaat momenteel geen vaste ontwerpmethode voor het optimale golfvormontwerp van radarcommunicatiesystemen met dubbele functie, die gebaseerd moet zijn op specifieke toepassingsscenario's en vereisten. Hier zijn enkele mogelijke ontwerpmethoden:

1. Ontwerp gebaseerd op optimalisatietheorie: door een wiskundig model van prestatie-indicatoren (zoals detectieprestaties, communicatiesnelheid, enz.) op te zetten en vervolgens optimalisatiealgoritmen (zoals gradiëntdaling, genetisch algoritme, enz.) te gebruiken om de golfvorm te vinden dat de prestatie-indicatoren maximaliseert. Deze methode vereist nauwkeurige doelmodellen en effectieve optimalisatie-algoritmen, en kent vele uitdagingen.

Ten eerste kunnen de vereisten voor radar en communicatie met elkaar conflicteren, waardoor het moeilijk wordt een golfvorm te vinden die aan beide tegelijk kan voldoen. Ten tweede kan de werkelijke radar- en communicatieomgeving afwijken van het model, wat kan leiden tot slechte prestaties van de ontworpen golfvorm in praktisch gebruik. Ten slotte kan het optimaliseren van algoritmen een aanzienlijke hoeveelheid computerbronnen vergen, wat de toepassing ervan in praktische systemen kan beperken.

2. Op machine learning gebaseerd ontwerp: gebruik maken van machine learning-algoritmen om de optimale golfvorm te leren via een grote hoeveelheid trainingsgegevens. Deze methode kan omgaan met complexe omgevingen en onzekerheden, maar vereist een grote hoeveelheid gegevens en computerbronnen.

3. Op ervaring gebaseerd ontwerp: Gebaseerd op de ervaring van bestaande radar- en communicatiesystemen, ontwerp golfvormen met vallen en opstaan. Deze methode is eenvoudig en haalbaar, maar kan mogelijk niet de optimale oplossing vinden.

De bovenstaande ontwerpmethoden hebben hun voor- en nadelen, en het daadwerkelijke ontwerp kan de combinatie van meerdere methoden vereisen. Bovendien moet het ontwerpproces, vanwege de potentiële conflicten tussen radar- en communicatievereisten, ook deze conflicten aanpakken. Er kan bijvoorbeeld aan verschillende eisen worden voldaan door de detectieprestaties en de communicatiesnelheid in evenwicht te brengen, of door een golfvorm te ontwerpen die dynamisch kan worden aangepast.