[發(fā)明專利]基于正交頻率分解的雷達(dá)通信共享信號(hào)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711102121.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN107872279B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林讓;張政和;谷亞彬;周宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B14/02
• 分類號(hào): H04B14/02;H04B14/00;G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

本發(fā)明公開了一種基于正交頻率分解的雷達(dá)通信共享信號(hào)設(shè)計(jì)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中雷達(dá)通信共享信號(hào)包絡(luò)起伏大、模糊函數(shù)性能差、誤碼率高及傳輸速率低的問題。實(shí)現(xiàn)步驟包括：設(shè)置調(diào)頻信號(hào)參數(shù)；雷達(dá)通信數(shù)據(jù)預(yù)處理；生成恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)；發(fā)射與接收脈沖調(diào)制信號(hào)；探測(cè)雷達(dá)目標(biāo)的距離和速度；解調(diào)恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)。本發(fā)明設(shè)計(jì)了高速率恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)，通過調(diào)制正交系中各基系數(shù)使其攜帶通信信息，并實(shí)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)功能?？朔藗鹘y(tǒng)技術(shù)在調(diào)制通信數(shù)據(jù)后降低信號(hào)模糊函數(shù)性能，數(shù)據(jù)解調(diào)過程中誤碼率高，對(duì)多普勒不穩(wěn)健的問題。提高了信號(hào)的模糊函數(shù)性能，降低了誤碼率，用于電子裝備系統(tǒng)的多功能一體化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及雷達(dá)通信共享信號(hào)的設(shè)計(jì)，具體是一種基于正交頻率分解的雷達(dá)通信共享信號(hào)設(shè)計(jì)方法，可以應(yīng)用在雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中。

背景技術(shù)

現(xiàn)代雷達(dá)對(duì)抗已由傳統(tǒng)單一的對(duì)抗轉(zhuǎn)變?yōu)轶w系對(duì)抗，要求作戰(zhàn)平臺(tái)具有多任務(wù)、多功能的能力。作戰(zhàn)平臺(tái)需要裝備越來越多的雷達(dá)、通信等設(shè)備，然而眾多的電子設(shè)備不僅占據(jù)大量空間、增加反射面積，還惡化平臺(tái)的電磁環(huán)境，影響平臺(tái)的綜合性能。解決上述問題的一種有效途徑就是實(shí)現(xiàn)電子裝備系統(tǒng)的多功能綜合一體化，即利用共享信號(hào)，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)通信功能共享。

針對(duì)雷達(dá)通信共享信號(hào)的設(shè)計(jì)，現(xiàn)有方法主要集中在兩方面，即對(duì)雷達(dá)波形進(jìn)行調(diào)制和對(duì)雷達(dá)通信共享信號(hào)進(jìn)行基于多載波的設(shè)計(jì)。

一：從雷達(dá)波形出發(fā)，通過對(duì)雷達(dá)波形進(jìn)行調(diào)制，使其在不同脈沖間體現(xiàn)差異性，并利用差異性攜帶通信信息：(1)對(duì)LFM信號(hào)的初始頻率、調(diào)頻率等參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，但其通信速率受限于雷達(dá)信號(hào)的脈沖重復(fù)周期以及通信信息映射位數(shù)，過高的位數(shù)，會(huì)導(dǎo)致通信接收端FRFT變換器個(gè)數(shù)的急劇增多，使得通信解調(diào)效率下降；(2)將LFM與恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制相結(jié)合，但是所生成的雷達(dá)通信共享信號(hào)在PD雷達(dá)中，發(fā)射信號(hào)占空比較低，脈寬較短，調(diào)制數(shù)據(jù)量有限，并且隨著調(diào)制碼元數(shù)增多，頻譜擴(kuò)展嚴(yán)重，不僅使得通信子系統(tǒng)的誤碼率變高，還會(huì)降低雷達(dá)子系統(tǒng)的脈壓增益，降低檢測(cè)性能，導(dǎo)致其速率也相對(duì)較低。

二：基于多載波的雷達(dá)通信一體化，主要包括頻率調(diào)制的LFM多載波以及基于OFDM通信信號(hào)的一體化，主要對(duì)信號(hào)的設(shè)計(jì)、處理等性能進(jìn)行了研究。但是多載波體制由于每個(gè)載波都有自己的幅度與相位，在疊加到一起后，會(huì)產(chǎn)生較大的包絡(luò)峰均比，造成包絡(luò)起伏，對(duì)雷達(dá)末端的C類放大器性能造成影響，降低雷達(dá)子系統(tǒng)的威力范圍。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中的雷達(dá)通信共享信號(hào)一是對(duì)雷達(dá)波形進(jìn)行調(diào)制，但單載波體制會(huì)造成通信解調(diào)效率下降，產(chǎn)生較高的誤碼率；二是基于多載波的雷達(dá)通信共享信號(hào)設(shè)計(jì)，但多載波體制會(huì)產(chǎn)生包絡(luò)起伏，對(duì)雷達(dá)的威力范圍產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高速率恒包絡(luò)的基于正交頻率分解的雷達(dá)通信共享信號(hào)設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明是一種基于正交頻率分解的雷達(dá)通信共享信號(hào)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括有如下步驟：

(1)產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)：在調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生器中，設(shè)置一個(gè)調(diào)頻信號(hào)的中心頻率，并產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)；

(2)雷達(dá)通信數(shù)據(jù)預(yù)處理：將待傳輸?shù)拇型ㄐ艛?shù)據(jù)進(jìn)行分組，分組后進(jìn)行按組串并轉(zhuǎn)換，得到待傳輸?shù)牟⑿型ㄐ艛?shù)據(jù)；

(3)生成恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)：對(duì)調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行正交頻率分解，得到一組正交基，并將待傳輸?shù)牟⑿型ㄐ艛?shù)據(jù)與該組正交基進(jìn)行按組調(diào)制，得到恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)，該共享信號(hào)在單脈沖內(nèi)實(shí)現(xiàn)多比特?cái)?shù)據(jù)調(diào)制，為單載波體制，將恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)輸入到匹配濾波器，作為匹配濾波器的參考信號(hào)；根據(jù)所設(shè)計(jì)的恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)，由自模糊函數(shù)定義，得到恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)的自模糊函數(shù)，可以用于之后對(duì)恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)的分辨力分析；

(4)發(fā)射與接收脈沖調(diào)制信號(hào)：雷達(dá)天線將恒包絡(luò)的雷達(dá)通信共享信號(hào)發(fā)射到空間中，并對(duì)目標(biāo)的回波信號(hào)進(jìn)行接收；