一種雷達-通信一體化實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子通信技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 從電子裝備發(fā)展的歷史看，軍事需求與技術(shù)進步共同推動著電子裝備的不斷發(fā) 展。隨著信息技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣泛運用，新一輪以信息技術(shù)為基礎(chǔ)、以獲取信息優(yōu)勢 為核心、以高技術(shù)武器為先導(dǎo)的軍事變革已經(jīng)開始，未來戰(zhàn)爭是以信息化為特征的陸、海、 空、天的一體化戰(zhàn)爭，因此電子裝備也正在向一體化的趨勢發(fā)展。
[0003] 長期以來，雷達領(lǐng)域和通信領(lǐng)域由于受各自研究對象的不同而被嚴格地區(qū)分，結(jié) 果造成目前的研究大部分將雷達系統(tǒng)與通信系統(tǒng)分開研究。事實上，雷達和通信作為信息 獲取，處理，傳輸和交換的典型方式，雖然在硬件設(shè)備和軟件架構(gòu)上有明顯的區(qū)別，但從它 們的工作原理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，工作頻段等方面來看，兩者又具有很多相似之處，所以對雷達和 通信實施一體化設(shè)計，不僅條件具備，而且硬件資源共享也是可行的，對雷達系統(tǒng)和通信系 統(tǒng)進行有機結(jié)合和資源共享，不僅是未來作戰(zhàn)平臺電子綜合一體化系統(tǒng)的主要發(fā)展方向， 而且將雷達和通信實現(xiàn)多功能一體化設(shè)計，可極大地提高系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，以及克服傳統(tǒng) 的情報傳遞速度慢，保密性差和誤報率高等方面的不足。
[0004] 目前對于通信和雷達探測一體化體制實現(xiàn)的研究主要有以下三種方式：
[0005] 1.分時體制：雷達系統(tǒng)與通信系統(tǒng)共享雷達天線，二者分時工作。這種體制雷達 優(yōu)點是不需要研究新的雷達信號波形和通信信號波形，技術(shù)成熟，實現(xiàn)簡單；缺點不夠靈 活，可能造成雷達探測"盲區(qū)"。
[0006] 2.分波束體制：將相控陣雷達的陣面劃分為不同的區(qū)域，分別用于雷達探測，通 信和識別功能。分波束體制的優(yōu)點是可以同時實現(xiàn)通信與雷達的功能。但將相控陣列大的 陣面劃分為不同區(qū)域，在總能量一定的情況下，雷達探測功率降低，也存在雷達，通信相互 干擾的問題。
[0007] 3.同時體制：將通信信號作為基帶信號并將雷達探測信號作為載波進行調(diào)制生 成一體化信號。在通信同時進行雷達探測，同時體制的優(yōu)點是通信的同時可以進行雷達探 測，雷達和通信均可使用所有系統(tǒng)能量，缺點是通信受雷達波束的方向限制，影響靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，基于同時體制提出一種不受雷達波束方向限制的 新的雷達-通信一體化實現(xiàn)方法。
[0009] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種雷達-通信一體化實現(xiàn)方 法，包括以下步驟：
[0010] 雷達-通信一體化信號生成步驟：一個發(fā)射周期內(nèi)處理將N個通信碼元輸入脈沖 成型濾波器，脈沖成型濾波器用于消除通信碼元的碼間干擾，再將脈沖成型濾波器輸出的 通信碼元輸入發(fā)射機，發(fā)射機對輸入的濾波后的通信碼元進行調(diào)制后得到發(fā)射信號，并通 過發(fā)射天線將發(fā)射信號發(fā)射到無線信道；發(fā)射周期內(nèi)處理的通信碼元數(shù)N需滿足：發(fā)射信 號波形的模糊函數(shù)圖僅有單個尖峰；
[0011] 實現(xiàn)通信的接收步驟：對接收天線輸出的信號進行解調(diào)得到基帶信號，再將基帶 信號輸入匹配濾波器，對匹配濾波后的基帶信號進行抽樣判決得到通信碼元；
[0012] 實現(xiàn)雷達探測的接收步驟：對接收天線輸出的信號進行解調(diào)得到基帶信號，再將 基帶信號輸入匹配濾波器，對匹配濾波后的基帶信號進行相干累積輸出至雷達探測模塊。
[0013] 本發(fā)明不同于現(xiàn)有通過將通信信號與雷達探測信號進行調(diào)制生成雷達通信一體 化信號，通過分析通信系統(tǒng)其發(fā)射信號的模糊函數(shù)的特性，在一個發(fā)射周期內(nèi)發(fā)射的碼元 個數(shù)滿足要求時，直接發(fā)射通信信號，通信碼元通過脈沖成型濾波器，然后對利用發(fā)射機通 過天線將信號發(fā)射出去；接收端直接利用通信信號進行雷達探測處理：接收端通過接收機 進行解調(diào)，得到基帶信號，基帶信號通過匹配濾波器使輸出信噪比最大，如果系統(tǒng)實現(xiàn)的為 通信功能，則對解調(diào)的基帶信號進行抽樣判決，從而得出通信碼元信息來實現(xiàn)通信功能。如 果系統(tǒng)實現(xiàn)的為雷達功能，需要對信號進行一定的碼元積累，這樣具有較好的雷達分辨率， 通過相關(guān)技術(shù)進行參數(shù)提取出時延和多普勒頻，最終達到雷達探測的功能。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是，雷達與通信共用一種信號，同時又不影響相互之間的功能， 已達到實現(xiàn)雷達-通信一體化，相對于已有的同時體制的一體化實現(xiàn)方法，本發(fā)明不受雷 達波束方向限制。
【附圖說明】
[0015] 圖1雷達通信一體化方案流程圖
[0016] 圖2升余弦濾波器時域圖
[0017] 圖3加入21個碼元信息的時域圖
[0018] 圖4加入21碼元信號的模糊函數(shù)
[0019] 圖5加入41個碼元信息的時域圖
[0020] 圖6加入41個碼元信信號的模糊函數(shù) [0021]圖7信號的模糊函數(shù)
【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，本發(fā)明主要包括三部分：信號產(chǎn)生，通信檢測和雷達檢測。
[0023] 具體實施步驟如下：
[0024] 步驟1 :通信碼元{an}為脈沖成型的輸入符號序列，在二進制情況下其取值為an =0, 1或an= -1，+1。故序列對應(yīng)的基帶信號d(t)表示成：
[0025]
[0026] 其中，Ts為符號周期，δ⑴為沖激串，t為時間變量，η表示第η個碼元。通信碼 元產(chǎn)生之后，將其通過脈沖成型濾波器即產(chǎn)生基帶信號，這里將心(《)設(shè)為脈沖成型濾波器 的傳輸函數(shù)。
[0027] 步驟2 :將上述產(chǎn)生的基帶信號通過發(fā)射機進行調(diào)制后將已調(diào)信號發(fā)射出去后， 利用接收機進行接收并對其進行解調(diào)，在傳輸過程中會引入噪聲nR(t)。這里用C(w)表 示信道的傳輸特性，信道一般為帶限信道，再對解調(diào)后得到基帶信號進行匹配濾波，這里將GR(w)為匹配濾波器的傳輸特性，利用匹配濾波器來保證輸出最大信噪比，因此基帶傳輸系 統(tǒng)的總傳輸特性H(w)為：
[0028] H(w) =GT (w)C(w)GR (w)
[0029] 其對應(yīng)的單位沖激響應(yīng)為
[0030]
[0031] h(t)是在單個沖激δ(t)作用下，H(w)形成的輸出波形，因此在沖激脈沖序列 d(t)作用下，w為角頻率，匹配濾波器輸出信號r(t)可表示為：
[0032]
[0033] 步驟3 :通信模塊信號處理。
[0034] r(t)為匹配濾波之后的接收信號，進行通信信號碼元的提取，因此對r(t)進行采 樣，采樣時刻為t=kTs+t。，t。為信號通過信道和接收濾波器產(chǎn)生延遲時間，k表示第k個 米樣點。
[0035] 米樣后的信號表不為：
[0036]
η-φ-h
[0037] 其中ΣαΧ# -+ 為碼間干擾，nR(kTs+t。）為噪聲隨機干擾，akh(t。）為傳送 ηΦ-k 碼元信息。
[0038] 但是，對于通信系統(tǒng)而言，對通信系統(tǒng)進行優(yōu)化一般從以下三個角度出發(fā)：1.系 統(tǒng)傳輸最有效，2.系統(tǒng)傳輸最可靠，3.系統(tǒng)傳輸最安全。
[0039] 因此在設(shè)計通信系統(tǒng)時，為了保證傳輸?shù)目煽啃?，必須消除信號傳輸過程中的碼 間串擾。
[0040] 在上述的設(shè)計中，消除碼間干擾則必須滿足：
[0041 ]
[0042] 由奈奎斯特第一準則可知，其需要滿足：
[0043]
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