[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

说明书

本发明公开了一种基于线性调频信号实现雷达探测和通信传输的方法，设计一种多载波线性调频信号，其中通过改变副载波线性调频信号的调频率调制通信数据，利用主载波实现雷达探测。具体步骤包括：1、雷达通信数据预处理，2、设置线性调频信号参数，3、产生多载波线性调频信号，4、发射与接收脉冲调制信号，5、探测雷达目标的距离和速度，6、解调雷达通信数据。本发明克服了传统技术在雷达信号上调制通信数据后降低了雷达探测目标距离与速度性能，以及数据解调过程对多普勒不稳健的问题，提高了信号探测雷达目标的分辨率，并降低了误码率。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，更进一步涉及到雷达通信技术领域中的一种基于线性调频信号的实现雷达探测与通信传输的方法。本发明在雷达通信一体化系统中，利用不同调频率的线性调频信号相关性低的特性，设计一种多载波信号，其中主载波实现雷达探测，并通过对副载波线性调频信号的调频率进行通信信息调制实现通信传输。

背景技术

机载、舰载等平台为适应未来信息技术发展，体现出“信息化优势”，要求平台的发展和使用具有系统化趋势，使各种机载平台通过电子信息渠道实现跨领域、超距离的实时合作。同时，为适应现代化信息化环境的要求，机载平台需要装备数量众多的电子设备比如雷达、通信设备等，但这些设备不仅占据平台中的宝贵空间、增加其载荷、恶化周围电磁环境，使得航电设备综合性能受到影响，如果能在雷达设备上增加通信功能，使其以一个系统运行，并设计一种雷达通信共享信号，将会大大提高电子设备的综合利用率。

电子科技大学在其申请的专利文献“一种基于CE-OFDM的雷达通信一体化系统”(申请号201610545282.2，公开号CN 106249231 A)中公开了一种基于CE-OFDM(ConstantEnvelope Orthogonal Frequency Division Multiplexing，恒包络正交频分复用)的超分辨雷达通信一体化方案。该方案将待发送的数据通过QAM调制，IFFT变换和相位调制成为CE-OFDM符号帧，用一帧CE-OFDM符号替换一个脉冲重复周期内的单个脉冲，从而提高数据传输速率，并解决了发送信号PAPR过高的问题。其存在的不足之处是CE-OFDM系统载波间干扰太大，频谱效率太低，同时存在小信噪比时的门限效应不利于在小信噪比下通信数据的解调，多普勒频移也会影响解调过程。

李晓柏，杨瑞娟，陈新永等人在其发表的论文“基于分数阶傅里叶变换的雷达通信一体化信号共享研究”(信号处理，2012，28(4)：487-494)提出了一种基于线性调频信号(Chirp)的初始频率调制通信信息实现雷达通信一体化的方法。该方法采用Chirp信号不同的初始频率对用户数据进行调制，达到了单Chirp信号多比特信息的传输。其存在的不足之处是通信数据解调过程对多普勒不具有稳健性，而且在相同的带宽条件下，通信的频谱效率较低，难以满足战时大批量数据的传输，而且用初始频率调制信息的解调方法。

综上所述，对于共享信号技术在雷达通信一体化系统中的应用，目前已有的技术在雷达探测信号中调制雷达通信数据后，雷达目标检测分辨率降低，雷达探测处理模块增多，给系统增加额外负担，雷达通信数据的解调过程对多普勒的不稳健性，从而导致误码率增大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，在常规的线性调频信号上，利用不同调频率的线性调频信号相关性低的特性，采用了一种多载波线性调频信号，其中，主载波信号实现雷达探测，副载波信号调制数据实现通信传输。此类方法能提高雷达探测目标距离和速度的性能，降低误码率，完成单脉冲多比特的雷达通信数据传输。

实现本发明的具体思路是：将待传输的雷达通信数据分组后串并转换，产生与数据组对应的副载波线性调频信号，与主载波叠加后发射多载波脉冲调制信号。接收机接收脉冲信号的回波后分别输入到雷达探测处理模块和雷达通信数据处理模块中：雷达探测处理模块对回波进行脉冲压缩处理得到雷达目标的距离，对脉冲压缩处理结果进行动目标检测(MTD)处理得到雷达目标的速度；雷达通信数据处理模块对回波进行分数阶傅里叶变换处理，最终得到雷达通信数据组。