[发明专利]基于线性调频信号实现雷达探测与通信传输的方法

权利要求书

1.一种基于线性调频信号实现雷达探测与通信传输的方法，包括如下步骤：

(1)雷达通信数据预处理：

(1a)雷达发射端将待传输的雷达通信串行数据分成多个数组，每个数组中有N个二进制数据；

(1b)将分组后的串行数据输入到串并转换器，转换成并行数据，得到待传输的数据组；

(2)设置线性调频信号参数：

在线性调频信号产生器中，设置一个线性调频信号的中心频率、一个主载波线性调频信号的调频率、一个包含等间隔的2^M个调频率的副载波线性调频信号的调频率库，M表示每个脉冲发送的二进制数据个数，M与N取相同值，根据调频率在调频率库中的位置对其进行编号，并将编号与二进制数据组对应；

(3)产生多载波线性调频信号：

(3a)线性调频信号产生器产生一个主载波线性调频信号，将主载波线性调频信号输入到匹配滤波器，作为匹配滤波器的参考信号；

(3b)将待传输的数据组输入到线性调频信号产生器，选择与数据组的数值对应编号的副载波线性调频信号的调频率，从而由线性调频信号产生器产生一个携带雷达通信数据的副载波线性调频信号；

(3c)将主载波线性调频信号与副载波线性调频信号同时输入到累加器，产生一个多载波线性调频信号；

(4)发射与接收脉冲调制信号：

(4a)将多载波线性调频信号输入到脉冲调制器，产生脉冲调制后的多载波线性调频信号，将脉冲调制信号输入到雷达发射机中，并发射该脉冲调制信号；

(4b)雷达接收机接收脉冲调制信号的回波，将回波分别输入到雷达探测处理模块和雷达通信数据解调处理模块中；

(5)探测雷达目标的距离和速度：

(5a)雷达探测处理模块将接收的回波输入到匹配滤波器，进行脉冲压缩处理，得到雷达目标的距离；

(5b)将匹配滤波器的处理结果输入到多普勒滤波器组，做动目标检测MTD处理，得到雷达目标的速度；

(6)解调雷达通信数据：

(6a)计算回波分数阶傅里叶变换的阶次，将计算得到的阶次设置到分数阶傅里叶变换解调器中；

(6b)雷达通信数据处理模块将接收的回波输入到分数阶傅里叶变换解调器中，进行分数阶傅里叶变换处理，得到回波中副载波线性调频信号分量的调频率；

(6c)从副载波线性调频信号的调频率库中，检索与回波中副载波分量的调频率值相等的调频率，取出与检索得到的调频率编号对应的雷达通信数据组；

(6d)将数据组中的并行数据输入到并串转换器转换成串行数据，并将串行数据输出。

2.根据权利要求1所述的基于线性调频信号实现雷达探测与通信传输的方法，其特征在于：步骤(1a)中所述的N个二进制数据是指，每个脉冲发送的二进制数据个数，由数据传输速率与脉冲重复周期决定，按照下式计算得到：

N＝[L·PRI]

其中，L表示数据传输速率，PRI表示脉冲重复周期，[]表示取整操作，·表示点乘操作。

3.根据权利要求1所述的基于线性调频信号实现雷达探测与通信传输的方法，其特征在于：步骤(5a)中所述的脉冲压缩处理的具体步骤如下：

第一步，将回波输入匹配滤波器，得到时间采样点上的幅度值，在时间-幅度平面画出与幅度值对应的时间-幅度图；

第二步，在时间-幅度图上检索峰值点的时间维坐标值t₁，由坐标变换公式R＝ct₁/2，得到雷达目标的距离，其中，R表示雷达目标的距离，c表示光速，t₁表示峰值点的时间维坐标值。

4.根据权利要求1所述的基于线性调频信号实现雷达探测与通信传输的方法，其特征在于：步骤(5b)中所述的动目标检测MTD处理的具体步骤如下：

第一步，将匹配滤波器的处理结果输入到多普勒滤波器组，得到时间采样点与频率采样点上的幅度值，在时间-频率-幅度平面画出与幅度值对应的时间-频率-幅度图；

第二步，在时间-频率-幅度图上检索峰值点的频率维坐标值f_d，由坐标变换公式v＝λf_d/2，得到雷达目标的速度，其中，v表示雷达目标的速度，λ表示脉冲调制信号的波长，f_d表示峰值点的频率维坐标值。