[发明专利]使用共用信号波形的组合的雷达和通信系统

说明书

本申请公开使用共用信号波形的组合的雷达和通信系统。一种系统(130)，具有一组共用硬件和共用信号处理以及可用于实现有效雷达和有效通信功能的共用波形系列。该系统包括具有发射天线(110)的共用雷达/通信发射器(131)和具有共用接收天线(116)的组合的雷达和通信接收器(133)。共用雷达/通信发射器(131)配置为发射包括符号的组合的雷达/通信波形调制信号，每个符号由向上线性调频信号和向下线性调频信号组成。组合的雷达和通信接收器(133)包括配置为从接收符号估计雷达对象的范围和范围变化率的基带雷达信号处理模块(126)以及配置为检测每个接收符号的向上线性调频信号和向下线性调频信号的斜率和初始相位的基带通信信号处理模块(138)。

技术领域

本文中所公开的技术总体涉及用于执行组合的雷达和通信功能的系统和方法。

背景技术

许多平台(诸如飞行器、卫星、潜艇和车辆)都需要雷达和通信功能。然而，用于雷达和通信功能的现有解决方案需要在平台上添加两个分开的系统及其所有伴随的成本、电源和天线，而对于这样的硬件平台上的空闲位置稀缺。

一个问题是缺乏安装这两个推测是分开的硬件组(雷达和通信)的空间。虽然如果他们在名义上是相同的频率他们可能能够共享一个天线，但这是防止由于这样不同的系统的烟道式/垂直式(stove-piped)实施方式。第二个问题是与单个平台上的两个这样的系统的干扰(主要是射频(RF)干扰)相关联的成本。当雷达和通信系统是分开的时，它们可以在不同时间或同时操作。当同时操作时，同信道干扰可能是一个问题，并且可能限制一个或两个系统的性能。在不同时间操作会导致性能限制。第三个问题是维护两个分开系统的附加成本，以及它们所需的升级。

期望提供一种在实施雷达和通信功能二者时解决一个或更多个上述问题的系统。

发明内容

下面详细公开的主题涉及通过使用以灵活方式实施雷达和通信功能二者的共用可编程硬件和软件组来解决上面确认的问题中的一个或更多个的系统和方法，以便一个系统可以提供所需的雷达和通信性能的二者。更具体地，本公开描述了一组可以用于雷达和通信功能二者的共用硬件和共用信号处理以及共用波形系列。这两个应用通常使用分开的硬件、软件和信号。本公开描述了如何使用相同的信号处理架构在相同硬件上使用单个波形以实现有效的雷达和有效的通信功能二者。该波形在本公开中将被称为组合的雷达/通信波形(CRCW)并且基于频率调制连续波形(FMCW)。该CRCW是组合的雷达/通信功能的部分，该组合的雷达/通信功能可以使用飞行器、卫星、潜艇或其他车辆上的共用天线、共用电源和共用位置来实施，以提供两种类型的功能。

通过这种共用性，这种组合系统可以降低最终安装的雷达和通信系统的成本、尺寸、重量和电源，以及提供更容易的维护和升级。通过将雷达和通信系统一起实施，几乎所有的干扰问题都可以在共用系统内解决，而不是等待在平台上的不同地点处的安装/装置(installation)，然后分析这种干扰。通过使用共用硬件和处理，可以同时完成两个系统的升级，并且已经考虑了集成问题。本文提出的共用波形避免了与操作分开的系统相关联的问题，并且允许雷达和通信功能同时操作而没有干扰或者以一个为代价来不降低另一个的性能。

本文中所公开的通信功能使用数字调制，其中相位、幅度和频率的变化用于表示数字信息。在数字调制方案中，每个发射的比特(或比特组)被映射到载波的特定状态。如本文中所使用的，术语“符号”意指载体/载波的状态，其被定义为具有特定的相位、幅度和频率。载波将状态从一个符号改变到下一个符号的速率称为符号速率。

尽管下面将详细描述用于执行组合的雷达和通信功能的系统和方法的各种实施例，但是这些实施例中的一个或更多个可以由以下方面中的一个或更多个来表征。