[发明专利]一种雷达通信一体化信号设计方法

说明书

本发明属于信号处理技术领域，公开了一种雷达通信一体化信号设计方法，包括：步骤1，确定进行通信信息调制的非线性调频信号；步骤2，确定进行通信信息调制的连续相位调制基带信号；步骤3，根据所述非线性调频信号和所述连续相位调制基带信号，得到非线性调频连续相位调制的雷达通信一体化信号；能在不损失雷达主瓣能量、距离与速度分辨率以及兼顾通信可靠性的前提下，可实现低于‑35dB的自相关旁瓣。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种雷达通信一体化信号设计方法。

背景技术

为了适应战场复杂电磁环境的需求，作战平台所配备的电子装备不断增多，然而电子装备的增加不仅消耗了大量的系统资源，而且不同的电子装备之间也会产生相互干扰，导致系统整体性能下降。多功能综合一体化电子系统概念的提出，可有效地解决上述问题。该系统可使各功能共用系统资源，从而减少平台装备数量，减轻了相互间的干扰，提高了系统的可靠性。

实现雷达通信一体化的关键是设计可同时满足雷达与通信功能的信号波形。近年来，该领域的研究已取得了许多成果。现有的设计方案主要分为两大类：一类是采用复用技术的一体化波形设计方案，一类是采用共用技术的一体化波形设计方案。采用复用技术的一体化波形设计主要分为时分复用、频分复用、空分复用与码分复用四种方式。但该类技术并没有实现雷达与通信功能在某一资源域的完全共享，并且复用波形在接收端需要进行分离处理，分离质量对雷达探测与通信信息恢复都会产生很大影响。

采用信号共用的一体化波形设计方案主要分为两种方式，一是直接采用通信信号作为一体化信号，通过实现对目标的探测，满足雷达功能。二是在已有雷达波形的基础上，对其参数或波形本身进行通信信息调制，使其同时实现两种功能。针对第一类方案，一种基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)信号的雷达通信一体化信号模型被提出，通过增加OFDM信号子载波个数，改善其目标检测性能，但该方法在提升雷达探测性能的同时会带来频谱利用率低与多普勒敏感的问题。针对第二类方案，基于不同调频率的Chirp信号之间的正交性研究发现，采用主载波进行雷达探测，副载波通过不同调频率表征不同码元实现信息传递，一体化信号由主副载波叠加而成，可实现雷达相干积累处理。但该信号在叠加后包络不恒定，且为了提升通信误码率性能需要增大发射信号的带宽。而另外一种方法是通过改变雷达步进频信号的子脉冲频率实现通信信息的调制，并设置频率扩展系数以调整不同功能间的资源配比，但所设计信号自相关旁瓣较高，且通信速率的提高需要牺牲通信误码率性能。第三种方法在OFDM雷达信号的基础上，通过随机频率捷变的方式传输通信信息，但该方法通信速率较低，且同样误码率性能会受到通信速率的影响。这三种方法均是以传统雷达线性调频(linear frequency modulation，LFM)信号作为载波，在一个LFM脉冲内通过不同调频或调相方式进行通信信息调制，在满足雷达探测要求的同时提高了通信速率，但此类方法的共同问题就是所设计信号自相关旁瓣较高，影响多目标检测性能。

发明内容

针对上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供雷达通信一体化信号设计方法，以提高低占空比脉冲发射形式下的通信速率，所设计信号波形具有包络恒定的特点，满足雷达大功率发射的要求，且能在不损失雷达主瓣能量、距离与速度分辨率以及兼顾通信可靠性的前提下，可实现低于-35dB的自相关旁瓣。

实现本发明的技术方案为：

本发明根据非线性调频信号本身具有低旁瓣、无需在接收端进行加窗处理；连续相位调制具有相位连续以及调制包络恒定的特点，设计了一种非线性调频信号连续相位调制相结合的雷达通信一体化信号设计方法。NLFM信号作为载波进行通信信息调制，采用经典的基于逗留相位原理的窗函数设计得到，结合CPM调制方式进行信息调制，通过对CPM调制参数进行调节，可在设计一体化信号时对信号的探测与通信性能进行灵活地调节。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种雷达通信一体化信号设计方法，所述方法包括如下步骤：