[發明專利]基于線性調頻信號實現雷達探測與通信傳輸的方法

有效

• 申請號: 201710028374.8
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106772350B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 周宇;谷亞彬;楊慧婷;張林讓;劉楠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01S13/32;G01S7/41;H04L27/26;H04L27/32
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于線性調頻信號實現雷達探測與通信傳輸的方法，包括如下步驟：

(1)雷達通信數據預處理：

(1a)雷達發射端將待傳輸的雷達通信串行數據分成多個數組，每個數組中有N個二進制數據；

(1b)將分組后的串行數據輸入到串并轉換器，轉換成并行數據，得到待傳輸的數據組；

(2)設置線性調頻信號參數：

在線性調頻信號產生器中，設置一個線性調頻信號的中心頻率、一個主載波線性調頻信號的調頻率、一個包含等間隔的2^M個調頻率的副載波線性調頻信號的調頻率庫，M表示每個脈沖發送的二進制數據個數，M與N取相同值，根據調頻率在調頻率庫中的位置對其進行編號，并將編號與二進制數據組對應；

(3)產生多載波線性調頻信號：

(3a)線性調頻信號產生器產生一個主載波線性調頻信號，將主載波線性調頻信號輸入到匹配濾波器，作為匹配濾波器的參考信號；

(3b)將待傳輸的數據組輸入到線性調頻信號產生器，選擇與數據組的數值對應編號的副載波線性調頻信號的調頻率，從而由線性調頻信號產生器產生一個攜帶雷達通信數據的副載波線性調頻信號；

(3c)將主載波線性調頻信號與副載波線性調頻信號同時輸入到累加器，產生一個多載波線性調頻信號；

(4)發射與接收脈沖調制信號：

(4a)將多載波線性調頻信號輸入到脈沖調制器，產生脈沖調制后的多載波線性調頻信號，將脈沖調制信號輸入到雷達發射機中，并發射該脈沖調制信號；

(4b)雷達接收機接收脈沖調制信號的回波，將回波分別輸入到雷達探測處理模塊和雷達通信數據解調處理模塊中；

(5)探測雷達目標的距離和速度：

(5a)雷達探測處理模塊將接收的回波輸入到匹配濾波器，進行脈沖壓縮處理，得到雷達目標的距離；

(5b)將匹配濾波器的處理結果輸入到多普勒濾波器組，做動目標檢測MTD處理，得到雷達目標的速度；

(6)解調雷達通信數據：

(6a)計算回波分數階傅里葉變換的階次，將計算得到的階次設置到分數階傅里葉變換解調器中；

(6b)雷達通信數據處理模塊將接收的回波輸入到分數階傅里葉變換解調器中，進行分數階傅里葉變換處理，得到回波中副載波線性調頻信號分量的調頻率；

(6c)從副載波線性調頻信號的調頻率庫中，檢索與回波中副載波分量的調頻率值相等的調頻率，取出與檢索得到的調頻率編號對應的雷達通信數據組；

(6d)將數據組中的并行數據輸入到并串轉換器轉換成串行數據，并將串行數據輸出。

2.根據權利要求1所述的基于線性調頻信號實現雷達探測與通信傳輸的方法，其特征在于：步驟(1a)中所述的N個二進制數據是指，每個脈沖發送的二進制數據個數，由數據傳輸速率與脈沖重復周期決定，按照下式計算得到：

N＝[L·PRI]

其中，L表示數據傳輸速率，PRI表示脈沖重復周期，[]表示取整操作，·表示點乘操作。

3.根據權利要求1所述的基于線性調頻信號實現雷達探測與通信傳輸的方法，其特征在于：步驟(5a)中所述的脈沖壓縮處理的具體步驟如下：

第一步，將回波輸入匹配濾波器，得到時間采樣點上的幅度值，在時間-幅度平面畫出與幅度值對應的時間-幅度圖；

第二步，在時間-幅度圖上檢索峰值點的時間維坐標值t₁，由坐標變換公式R＝ct₁/2，得到雷達目標的距離，其中，R表示雷達目標的距離，c表示光速，t₁表示峰值點的時間維坐標值。

4.根據權利要求1所述的基于線性調頻信號實現雷達探測與通信傳輸的方法，其特征在于：步驟(5b)中所述的動目標檢測MTD處理的具體步驟如下：

第一步，將匹配濾波器的處理結果輸入到多普勒濾波器組，得到時間采樣點與頻率采樣點上的幅度值，在時間-頻率-幅度平面畫出與幅度值對應的時間-頻率-幅度圖；

第二步，在時間-頻率-幅度圖上檢索峰值點的頻率維坐標值f_d，由坐標變換公式v＝λf_d/2，得到雷達目標的速度，其中，v表示雷達目標的速度，λ表示脈沖調制信號的波長，f_d表示峰值點的頻率維坐標值。