[发明专利]一种SAR与无线通信一体化系统及其实现方法

权利要求书

1.一种SAR与无线通信一体化系统，包括数字波束形成模块，数字波束形成模块分别与数字阵列模块、校正模块双向通讯，数字阵列模块、校正模块均与相控阵天线双向通讯，数字波束形成模块的输出端与信号处理模块的输入端相连，信号处理模块的输出端与数据记录仪的输入端相连，信号处理模块与任务管理模块双向通讯，任务管理模块与显控模块双向通讯，其特征在于：所述数字阵列模块由FPGA控制器、D/A转换器、模拟发射通道、环行器、模拟接收通道和A/D转换器组成，所述FPGA控制器的输出端与D/A转换器的输入端相连，D/A转换器的输出端与模拟发射通道的输入端相连，模拟发射通道的输出端与环行器的输入端相连，环行器的输出端与模拟接收通道的输入端相连，模拟接收通道的输出端与A/D转换器的输入端相连，A/D转换器的输出端与FPGA控制器的输入端相连，所述环行器与相控阵天线双向通讯，所述FPGA控制器与数字波束形成模块双向通讯；

所述相控阵天线实现SAR和无线通信微波信号的发射和接收；所述数字阵列模块中的模拟发射通道与模拟接收通道共同组成模拟收发通道，模拟收发通道实现SAR和无线通信模拟信号的功率放大、输出射频信号，接收SAR回波信号或上行无线通信信号后滤波、放大；所述数字阵列模块中的FPGA控制器、D/A转换器和A/D转换器共同组成数字收发通道，数字收发通道产生SAR线性调频信号或无线通信调制信号，接收采样或解调并输出数据；所述模拟收发通道和数字收发通道实现SAR和无线通信模拟信号的产生、发射和接收；所述数字波束形成模块和任务管理模块完成对数字阵列合成孔径雷达系统“空间-时间-频率”资源的分配和调度；

SAR和无线通信交替工作，SAR和无线通信均最大使用200MHz 的带宽资源，SAR工作带宽为100MHz，频率范围为340 MHz～440 MHz，无线通信工作带宽为20 MHz，频率范围为290MHz～310 MHz。

2.根据权利要求1所述的SAR与无线通信一体化系统，其特征在于：具有8个通道的相控阵天线和具有8个通道的数字阵列模块共同构成SAR与无线通信一体化系统的收发前端；在SAR工作模式下，使用全部的8个收发通道；在无线通信工作模式下，使用其中1个或多个收发通道。

3.一种如权利要求1所述的SAR与无线通信一体化系统的实现方法，其特征在于：该系统具有“SAR/无线通信”与“MTI/无线通信”的工作模式，该系统通过对“空-时-频”资源的合理分配和调度实现上述工作模式；在“SAR/无线通信”工作模式下，实现对地面静态场景高分辨率条带成像，或者利用多通道相控阵天线的其中一个通道完成无线通信信号的广覆盖，实现与地面通信终端间的实时通信；在“MTI/通信”工作模式下，实现对地面运动目标的检测，或者实现与地面通信终端间的实时通信；在上述模式下，实现SAR分辨率为1.5m×1.5m，MTI距离分辨率10m、50m，MTI最小动目标可检测径向速度≤20km/h，无线通信调制方式为BPSK、QPSK、MSK、GMSK，通信数据率≥10Mbps；

在时分情况下，在大于1个脉冲重复周期的一段时间内，SAR和无线通信交替工作，MTI和无线通信交替工作，并采用半双工通信；用于无线通信的通道以脉冲形式调制并发射下行通信信号至地面通信终端，信号脉宽20，脉冲重复频率为4Hz，采用常开接收上行信号；

在脉内分时隙情况下，一个脉冲重复周期内，SAR和无线通信信号交替发射，MTI和无线通信信号交替发射，并采用下行单工通信；用于无线通信的通道以脉冲形式调制并发射下行通信信号，信号脉宽为200，无线通信信号发射完毕后，通道1至8或其中的部分相连通道进行SAR信号的发射，信号脉宽为60，最后进行SAR回波信号的接收；该情况下工作脉冲重复频率PRF为500Hz；

SAR和无线通信均最大使用200 MHz的带宽资源，SAR工作带宽为100MHz，频率范围为340 MHz～440 MHz，无线通信工作带宽为20 MHz，频率范围为290 MHz～310 MHz。