[发明专利]雷达通信一体化系统及该系统的扩容方法

说明书

本发明公开了一种雷达通信一体化系统及该系统的扩容方法，其中，所述雷达通信一体化系统具体包括距离为R₂的雷达和控制中心，所述雷达用于发射射频信号s₁(t)，对距离为R₁的目标观测区间进行侦查，以及接收由目标观测区间内的N个目标反射回来的回波信号，从中提取位置信息并传递给控制中心；所述控制中心用于对雷达传递的信号进行数据处理，得到目标的位置。所述扩容方法在总功率受限时，以雷达通信系统的容量作为优化目标函数，对雷达系统和通信网络进行功率分配，并对雷达的位置进行合理规划，来实现系统容量最大化。本发明可以实现实时通信，且在相同的发射功率条件下，本发明提出的雷达通信系统与一般的雷达系统相比较，可以传输更多的数据。

技术领域

本发明涉及雷达技术，尤其涉及一种雷达通信一体化系统及该系统的扩容方法。

背景技术

雷达是英文Radar的音译，全称为radio detection and ranging，意思是“无线电探测和测距”，即通过无线电的方式发现目标并测定它们的空间位置。雷达通过发射电磁波照射目标，并接收它们的回波信号，从中获取目标相对于电磁波发射位置的距离、仰角、方位和径向速度等信息。

面对作战范围日益扩大、作战环境日益复杂化的情况，雷达技术不断发展，随着各种新技术、新体制雷达的出现，一部单一任务的雷达已经无法适应现代作战因素的快速变化，多任务与多功能的综合雷达系统已经成为现代雷达的重要发展方向。现代战争的信息化作战要求雷达面对不可预知的环境时，必须能够采集各种情报资源并及时发布给数据处理终端。目前，现有的雷达模型如图1所示，控制中心处的固定雷达发射电磁波信号，对相距为R的观测区间进行侦查，观测区间内的N个目标反射电磁波，且相互之间不存在距离向上的遮挡，雷达接收机提取回波信号中的有用信息，并交由控制中心直接处理，但是雷达获取的数据一般需要通过人工录取后再通过有线或无线电通知后方，于是就存在情报传递速度慢、保密性差和误报等缺陷。而机载通信电台又存在着传输速度慢、传输容量小的问题，比如当飞机收集到大量的数据后，现有的数据链无法及时将数据传回地面，只有当飞机着陆后进行。因此，如何通过现有技术令雷达具有实时通信的功能，不仅能够满足作战时效性，还能大大提高通信质量、增加作战距离，这也使得“雷达通信一体化”设计成为现代雷达技术研究的一个热门话题。

国内外很多研究已经对“雷达通信一体化”设计的可行性进行了探索，目前，针对雷达通信一体化的研究大致分为以下三个方向：(1)波形设计：LFM信号最早被应用于雷达与通信共享信号设计，通过分别产生雷达信号和通信信号，并结合通信技术将两者叠加，实现共享波形设计，基于LFM信号的雷达通信一体化设计，针对传统的雷达波形，分开产生雷达和通信信号，就存在两种信号相互干扰，信息传输速率慢等问题，而采用OFDM技术可以有效地对抗符号间干扰，并具有更高的频谱效率，在近年来得到了广泛的研究；(2)信号处理：为实现一体化信号目标检测、测距测速、雷达成像等功能，并保证情报数据能够准确无错地传递给接收端，需要对一体化信号分别进行雷达处理(消除多普勒模糊性等)和通信处理(降低数据传输错误率)；(3)系统设计。

1948年香农《通信的数学理论》论文的发表，标志着信息论的诞生，首次采用数理统计的方法描述了信息传递的科学规律，是研究通讯和控制系统的重要理论基础。其后Woodward等人将信息论应用于雷达领域，得到了雷达探测中目标位置互信息的表达式。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种雷达通信一体化系统及该系统的扩容方法。

技术方案：本发明所述的雷达通信一体化系统包括距离为R₂的雷达和控制中心，其中：

所述雷达用于发射射频信号s₁(t)，对距离为R₁的目标观测区间进行侦查，以及接收由目标观测区间内的N个目标反射回来的回波信号，从中提取位置信息并传递给控制中心；其中，雷达接收到的由目标观测区间内的第i个目标反射回来的回波信号和信噪比为：