一種基於步進變頻波的雷達-通信一體化方法

2023-06-07 09:47:31 2

一種基於步進變頻波的雷達-通信一體化方法
【專利摘要】本發明提供一種基於步進變頻波的雷達-通信一體化方法，頻率源通過正交調製技術將雷達信號和通信信號調製到兩個互不幹擾的步進頻子頻率上發射到空間中沒，接收端再利用正交混頻技術分離出差拍雷達信號和通信信號。雷達信號與通信信號間沒有相互幹擾，既保證雷達探測性能，也能保證通信的穩定性。相比現有的基於脈衝信號的雷達-通信一體化體制，在達到相同探測能量的情況下，本發明所需的瞬時發射功率更低，因此依據本發明方法設計的設備硬體結構能更簡單，且資源重複利用率高，可有效降低設備的成本，提升可靠性。
【專利說明】一種基於步進變頻波的雷達-通信一體化方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信、雷達組網探測技術。

【背景技術】
[0002] 雷達-通信一體化是指使用一個設備平臺同時實現對目標的雷達探測與設備間 的數據通信兩種功能的技術。為滿足雷達間組網探測以及複雜信號的實時處理等需求，現 代雷達需要同其他設備進行大量的數據交換，因此，如何使用同一個設備實現雷達探測與 數據通信，已引起了各國研究機構的重點關注，得到了迅速的發展。
[0003] 目前，雷達-通信一體化主要分為硬體一體化和信號一體化兩種。硬體一體化是 指雷達信號與通信信號共用收發天線、發射機、接收機或是其他硬體中的部分單元，兩種信 號本身相互獨立；而信號一體化則是將通信信息與雷達信號融合成統一的一體化信號進行 發射和接收，共用全部的硬體單元，在信號處理時分離出雷達信號與通信信息。目前的國內 外的研究均以基於信號一體化的雷達-通信一體化技術為主。美國加州大學採用線性調頻 信號擴頻技術實現了基於信號一體化的雷達-通信一體化方法的驗證；此後，中國科學院 提出了一種基於直接擴頻序列超寬帶技術的雷達-通信一體化方法；瑞典布萊津理工大學 採用基於奧拍曼序列（Oppermann sequences)的加權脈衝串實現雷達探測與信息通信的一 體化；美國時域公司（Time Domain)推出的PulsON 410超寬帶雷達-通信一體化模塊採用 了獨特的超寬帶脈衝信號進行雷達測距和信息通信，實現了雷達-通信一體化技術的商業 化。綜上所述，這些已有的雷達-通信一體化方法均基於脈衝雷達體制實現，有一定的應用 局限性。


【發明內容】

[0004] 本發明所要解決的技術問題是，提供一種新的，基於步進變頻波的雷達-通信一 體化方法。
[0005] 本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案是，一種基於步進變頻波的雷 達-通信一體化方法，包括以下步驟：
[0006] 1)雷達-通信一體化信號發射步驟：
[0007] 1-1)設備A的發射端產生兩個相互正交的單頻信號

【權利要求】
1. 一種基於步進變頻波的雷達-通信一體化方法，其特徵在於，包括： 1)雷達-通信一體化信號發射步驟： 1-1)設備A的發射端產生兩個相互正交的單頻信號
分別作 為雷達信號-通信信號子載頻的載波，ω表示子載波頻率、P表示子載波初始相位，t為時 間變量； 1-2)使用差分編碼器對原始通信信號進行差分編碼，所述原始通信信號採用二進位 0、1編碼，碼兀速率小於ω ;
1-3)將差分編碼數據取非後與子載波信號 相乘，得到設備Α的通信基帶信 號的同相部分；將差分編碼數據與子載波信號* 相乘，得到設備A的通信基帶信 號的正交部分； 1-4)設備A的發射端生成步進變頻本振信號L〇aT(t)，

為設備A在每個步進變頻頻點處的初始相位，faT(t)為設備A的步進變頻本振信號的 頻率
'fa(l為設備A的步進變頻本振的 起始頻率，Λ f為步進頻率，K+1為頻點數量，T。為每個頻點持續時間，?；大於π / ω，rect 為矩形窗函數； 1- 5)設備A對發射端基帶信號和步進變頻本振信號進行正交混頻，得到雷達-通信混 合信號Stx (t)，將該信號放大後發射； 步驟2)雷達信號接收步驟： 2- 1)設備A的接收天線接收到目標反射回的電磁波，該接收到的電磁信號放大後同步 進變頻本振信號L〇aT(t)進行正交解調，得到正交中頻信號； 2-2)設備A對正交中頻信號的同相部分和正交部分進行低通抗混疊濾波後，使用模數 轉換器進行數據採集，並將兩個通道的數據合併成中頻覆信號； 2- 3)設備A將中頻覆信號乘^"後，使用截止頻率為ω的低通濾波器得到雷達基帶 信號； 步驟3)通信信號接收步驟： 3- 1)設備Β的接收天線接收來自設備Α發射的雷達-通信一體化 信號並放大後與設備B生成的步進變頻本振L〇bT(t)進行正交解調，得到 正交中頻信號；
為設備B在每個步 進變頻頻點處的初始相位，fbT(t)為設備B的步進變頻本振信號的頻率：
為設備B的步進變頻本振的起 始頻率，σ為設備A、B間的頻率不同步時間，σ <<!；; 3-2)對正交中頻信號的同相部分和正交部分進行低通抗混疊濾波後，使用模數轉換器 進行數據採集，並將兩個通道的數據合併成中頻覆信號； 3-3)將中頻覆信號乘後，使用截止頻率為ω的低通濾波器得到通信基帶信 號，對通信基帶信號進行抽樣判決，再進行差分解調恢復出原始通信信號，fab為設備Α與設 備B的步進變頻本振的起始頻率之差，
【文檔編號】G06F19/00GK104155637SQ201410439292
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月30日 優先權日:2014年8月30日
【發明者】崔國龍, 葉為, 胡飛, 易川, 孔令講, 楊曉波, 易偉 申請人:電子科技大學