一種雷達通信一體化信號的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雷達通信一體化信號的優(yōu)化方法， 適用于解決雷達通信一體化波形模糊函數(shù)對通信信息的影響敏感問題，尤其是雷達通信一 體化波形模糊函數(shù)對通信調(diào)制信息的影響敏感問題。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新技術(shù)的發(fā)展及各種智能化新型武器在現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，使得電 子裝備在現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)中的重要性越來越大。為了提高現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)性能，需要加載各種 電子裝備，從而導致電子裝備冗余加大，各種電子裝備之間的電磁干擾嚴重。多功能綜合 一體化電子系統(tǒng)是解決上述問題的重要途徑，該系統(tǒng)采用綜合化設(shè)計方法，能夠使得該系 統(tǒng)中的各種電子裝備共享系統(tǒng)資源，并且能夠在該系統(tǒng)中實現(xiàn)各種電子裝備的各自對應(yīng)功 能，減少了系統(tǒng)體積、能耗和各種電子裝備之間的相互干擾，增強了系統(tǒng)的可靠性。
[0003] 而多功能綜合一體化電子系統(tǒng)通常包括雷達和通信兩種電子裝備，使得該系統(tǒng)必 然要求雷達和通信的一體化；并且，隨著交通運輸業(yè)的迅猛發(fā)展，許多公司或企業(yè)也開始研 發(fā)智能化系統(tǒng)，如智能交通系統(tǒng)或智能駕駛系統(tǒng)，該智能化系統(tǒng)要求具備感知周圍環(huán)境和 傳遞信息的功能，使得雷達和通信的一體化成為其必不可少的電子裝備，以實現(xiàn)雷達和通 信的一體化。因此，實現(xiàn)雷達和通信的一體化不僅具有提升現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)性能的軍事意義， 也具有推動智能交通發(fā)展的民事意義。
[0004] 雷達和通信的一體化，簡稱雷達通信一體化，實現(xiàn)該雷達通信一體化的關(guān)鍵在于 雷達通信一體化的波形設(shè)計。目前，已有許多學者進行了相關(guān)研究工作，主要分為兩大類， 一是基于復(fù)用技術(shù)的雷達通信一體化波形設(shè)計，其復(fù)用技術(shù)包括空分復(fù)用、碼分復(fù)用、頻分 復(fù)用和時分復(fù)用，但該類方式會造成雷達和通信在空域、時域、頻域、碼域均不能實現(xiàn)資源 共享，使其應(yīng)用受到限制；二是直接使用調(diào)制后的通信信息實現(xiàn)雷達通信一體化波形設(shè)計。
[0005]目前，對于直接使用調(diào)制后的通信信息實現(xiàn)雷達通信一體化波形設(shè)計，主要采用 0FDM符號，即正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)符號， OFDM符號的頻譜利用率高，并且包含的載波調(diào)制靈活，便于同步和均衡。已有許多學者研究 了 0FDM符號在實際通信中的應(yīng)用，以及0FDM符號在雷達中的應(yīng)用，即正交頻分復(fù)用雷達， 文獻"施祥同，王虎，陳建軍，等.0FDM雷達信號的寬帶模糊函數(shù)性能分析[J].雷達科學 與技術(shù)，2010, 8 (6) : 554-558. "和文獻"張衛(wèi)，唐希源，顧紅，等.0FDM雷達信號模糊函數(shù) 分析[J].南京理工大學學報，2011，35(4) :513-518. "分析了正交頻分復(fù)用雷達分別在寬 帶寬和窄帶寬條件下產(chǎn)生的雷達通信一體化波形的模糊函數(shù)特性。
[0006] 本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述文獻中使用的傳統(tǒng)正交頻分復(fù)用雷達發(fā)射的一個脈沖 內(nèi)包含一個0FDM符號，并在采用該0FDM符號實現(xiàn)雷達通信一體化波形設(shè)計時，均未考慮通 信調(diào)制信息的不確定性和隨時間的可變性給雷達通信一體化波形的模糊函數(shù)產(chǎn)生的影響， 不能進一步提高雷達的探測性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種雷達通信一體化信號的優(yōu) 化方法，以解決雷達通信一體化波形的模糊函數(shù)對通信調(diào)制信息的影響敏感問題，提高雷 達的探測性能。
[0008] 本發(fā)明的實現(xiàn)思路是：確定雷達通信一體化系統(tǒng)的工作模式，并采用雷達發(fā)射脈 沖方式，得到雷達發(fā)射一個脈沖包含的隊個0FDM符號，然后建立信號模型，得到雷達發(fā)射 一個脈沖的信號基帶形式，進而得到延遲時間τ后雷達發(fā)射一個脈沖的信號基帶形式，確 定雷達通信一體化系統(tǒng)的工作模式和信號模型下，得到雷達通信一體化波形的模糊函數(shù)， 進而分別得到雷達通信一體化波形的模糊函數(shù)的具體形式和同一脈沖內(nèi)第η個0FDM符號 載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息，根據(jù)雷達通信一體化波形模糊函數(shù)的具體形式，采用Gold序 列對同一脈沖內(nèi)第η個0FDM符號載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息a(η)進行預(yù)調(diào)制，得到對通 信調(diào)制信息不敏感的一體化信號。
[0009] 為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以說明。
[0010] -種雷達通信一體化信號的優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0011] 步驟1，確定雷達通信一體化系統(tǒng)的工作模式，并采用雷達發(fā)射脈沖方式，得到雷 達發(fā)射一個脈沖包含的隊個0FDM符號；
[0012] 步驟2,根據(jù)雷達發(fā)射一個脈沖包含的隊個0FDM符號，得到雷達發(fā)射一個脈沖的 信號基帶形式s(t)，進而得到延遲時間τ后雷達發(fā)射一個脈沖的信號基帶形式S(t-T);
[0013] 步驟3,分別根據(jù)雷達發(fā)射一個脈沖的信號基帶形式s(t)和延遲時間τ后雷達發(fā) 射一個脈沖的信號基帶形式s(t_τ)，得到雷達通信一體化波形的模糊函數(shù)X(τ，fd)，進 而分別得到雷達通信一體化波形的模糊函數(shù)的具體形式.fhA)和雷達發(fā)射的一個脈沖中 第η個0FDM符號包含的N。個載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息a(η);
[0014]步驟4,根據(jù)雷達通信一體化波形模糊函數(shù)的具體形式)，采用Gold序列對 雷達發(fā)射的一個脈沖中第η個0FDM符號包含的N。個載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息a(η)進 行預(yù)調(diào)制，得到對通信調(diào)制信息不敏感的雷達通信一體化信號。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：
[0016] 第一，本發(fā)明米用雷達發(fā)射脈沖方式發(fā)射的一個脈沖由多個子脈沖構(gòu)成，每個子 脈沖是通信中一個0FDM符號，且能夠在一個脈沖內(nèi)實現(xiàn)通信功能，與傳統(tǒng)方式相比更易于 同步，且在相同帶寬下提高了通信的數(shù)據(jù)率；
[0017] 第二，采用Gold序列進行通信信息調(diào)制的雷達通信一體化信號的模糊函數(shù)圖的 形狀為圖釘狀，且該模糊函數(shù)圖的距離模糊圖和速度模糊圖的旁瓣衰減慢，且較為平坦；
[0018] 第三，本發(fā)明通過對通信信息進行預(yù)調(diào)制，使得每個0FDM符號所調(diào)制的編碼序列 具有優(yōu)良的非周期自相關(guān)和互相關(guān)特性，能夠解決雷達通信一體化的模糊函數(shù)對通信調(diào)制 ?目息的影響敏感問題。
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)作進一步詳細說明。
[0020] 圖1為本發(fā)明的一種雷達通信一體化信號的優(yōu)化方法的實現(xiàn)流程圖；
[0021 ] 圖2 (a)為傳統(tǒng)0FDM雷達發(fā)射波形形式示意圖；
[0022] 圖2(b)為本發(fā)明所采用的雷達發(fā)射波形形式示意圖；
[0023] 圖3為0FDM符號持續(xù)時間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為延時小于0時模糊函數(shù)計算積分示意圖；
[0025] 圖5為延時大于0時模糊函數(shù)計算積分示意圖；
[0026]圖6為延時等于有效持續(xù)時間的模糊函數(shù)計算積分示意圖；
[0027]圖7為對通信調(diào)制信息不敏感的一體化信號產(chǎn)生框圖；
[0028] 圖8(a)為Gold序列與m序列的非周期自相關(guān)函數(shù)比較示意圖，
[0029] 圖8(b)為Gold序列與m序列的非周期互相關(guān)函數(shù)比較示意圖；
[0030]圖9 (a)為線性調(diào)頻信號的模糊函數(shù)圖，
[0031]圖9(b)為線性調(diào)頻信號的距離模糊圖，
[0032]圖9 (c)為線性調(diào)頻信號的速度模糊圖；
[0033] 圖10 (a)為本發(fā)明米用Gold序列產(chǎn)生的0FDM符號的歸一化模糊函數(shù)不意圖，
[0034] 圖10 (b)為本發(fā)明采用Gold序列產(chǎn)生的0FDM符號的距離模糊圖，
[0035] 圖10 (c)為本發(fā)明采用Gold序列產(chǎn)生的0FDM符號的速度模糊圖；
[0036]圖11 (a)為通信調(diào)制信息均為全1向量的歸一化模糊函數(shù)圖，
[0037]圖11 (b)為通信調(diào)制信息均為全1向量的距離模糊圖，
[0038]圖11 (c)為通信調(diào)制信息均為全1向量的速度模糊圖。
【具體實施方式】
[0039] 參照圖1，為本發(fā)明的一種雷達通信一體化信號的優(yōu)化方法的實現(xiàn)流程圖，該一種 雷達通信一體化信號的優(yōu)化方法，包括以下步驟：
[0040] 步驟1:確定雷達通信一體化系統(tǒng)的工作模式，并采用雷達發(fā)射脈沖方式，得到雷 達發(fā)射一個脈沖包含的隊個0FDM符號。