[发明专利]一种统一标准正交波子分路复用无线电系统

说明书

本发明属于无线电通信和雷达技术领域，公开了一种统一标准正交波子分路复用无线电系统，用于在同一软硬件平台上，通过生成发送和接收处理统一标准正交波子分路复用基带信号，同时实现高速、可靠的多用户无线电通信，高精度、实时的多用户被动雷达定位和多目标主动雷达探测功能，包括统一标准正交波子分路复用基带信号生成组件、多用户通信接收信号并行处理组件、多用户通信中继信号并行处理组件、多用户被动雷达定位并行处理组件和多目标主动雷达探测综合处理组件。本发明实现了无线电通信、无线电被动定位和主动探测功能的整合，不仅适用于车联网，物联网和传感器等，全球卫星通信定位网等民用领域，而且适用于C4ISR等军事领域。

技术领域

本发明涉及无线电通信和雷达技术领域，尤其涉及一种统一标准正交波子分路复用无线电系统。

背景技术

自从电磁波被发现以来，人们不仅对它的本质存在争议，而且在其应用上也有不同的方向，如无线电通信和雷达。无线电通信技术和雷达技术从一开始就沿着各自的技术路线向前发展，从未真正意义上合二为一。

在一些对电磁环境兼容要求比较严苛，空间利用率要求较高的环境，如航空母舰的舰桥，车联网中的车辆等，通信雷达一体化的需求变得日益迫切。首先，对通信性能的要求，如数据速率、数据量、抗干扰等，迫使通信频段向传统雷达频段不断靠近，这样必然会导致高频频段日益紧张，并且可能会造成通信和雷达之间的干扰；再次，通信雷达一体化可以节约航母舰桥和汽车的宝贵空间和降低分立雷达和通信设备价格等优点；最后，数字信号处理技术和器件的高速发展，让通信雷达一体化成为可能。总而言之，如果无线电通信和雷达定位探测能够共用一个统一的信号，那么无线电通信和雷达就能够共用一个平台，那么那些亟待解决的问题，如电磁兼容，空间狭小，价格昂贵等，就能得到彻底解决。

现有的通信雷达一体化信号方案大致可以分成两类：单载波方案和多载波方案。公开号CN101447837A在单载波方案中，多用户的通信和多目标的雷达探测主要是采用码分多址或扩谱技术，如直序列扩谱技术、跳频扩谱技术和线性调频扩谱技术等；单载波方案的主要缺点是对频谱的利用率较低，抗频率色散性能低，运算量大，系统复杂等缺点。多载波方案主要在正交频率分路复用通信基础上发展起来的，在通信雷达数据处理时采用滤波器组技术或基于调制符号域的处理技术；正交频率分路复用方案的主要缺点是系统复杂，峰值平均功率比高，传输效率不高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种统一标准正交波子分路复用无线电系统，不仅在同一软硬件平台上，通过生成发送和接收处理统一标准正交波子分路复用基带信号，同时实现高速、可靠的多用户无线电通信，高精度、实时的多用户被动雷达定位和多目标主动雷达探测功能，而且该系统具有频谱利用率和传输效率高，运算量低，体积小，结构简单等优点。

本发明从电磁波的本质出发，将电磁波的波粒二象性从微观延伸到宏观，将量子力学中的概率波包延伸到宏观的经典波子，通过标准正交波子波子多路复用技术，生成同时满足多用户、高速可靠的数据通信和多目标、高精度的雷达探测功能的统一信号；本发明采用需求驱动的设计方法，提出了一个具有高可靠性和高维护性的可配置的统一标准正交波子分路复用无线电系统；本发明不仅在数据通信上超越现有的正交频率分路复用通信雷达一体化方案，而且在雷达探测上具有超高精度和超远距离的雷达探测能力。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种统一标准正交波子分路复用无线电系统，用于在同一软硬件平台上，通过生成发送和接收处理统一标准正交波子分路复用基带信号，同时实现高速、可靠的多用户无线电通信，高精度、实时的多用户被动雷达定位和多目标主动雷达探测功能；统一标准正交波子分路复用无线电系统主要由天线阵列和射频前端和统一标准正交波子分路复用收发信机组成；统一标准正交波子分路复用收发信机包含统一标准正交波子分路复用基带信号生成组件、多用户通信接收信号并行处理组件、多用户通信中继信号并行处理组件、多用户被动雷达定位并行处理组件和多目标主动雷达探测综合处理组件等。