[发明专利]基于四维天线阵的射频隐身雷达通信一体化系统及方法

权利要求书

1.一种基于四维天线阵的射频隐身雷达通信一体化方法，其特征在于采用基于四维天线阵的射频隐身雷达通信一体化系统，所述的系统包括比特数据生成器、数字调制器、雷达波形生成器、乘法器、本振信号产生器、功率放大器、双工器、功分器、四维波控模块、四维收发组件、天线单元、低噪声放大器、模数转换器、数字信号处理器以及连接各部分的光纤和电缆；比特数据生成器与数字调制器相连接，数字调制器与乘法器相连，同时乘法器也与雷达波形生成器相连，乘法器还与上变频器相连，上变频器除了还与本振信号产生器相连接外，上变频器还与功率放大器相连，功率放大器与双工器相连，双工器再与功分器相连，功分器与各个单元的四维收发组件相连接，各四维收发组件再与各自对应的天线单元相连接，双工器还与低噪声放大器相连，低噪声放大器与下变频器相连，下变频器一端与本振信号产生器相连，另一端与模数转换器相连，模数转换器还与数字信号处理器相连；其中，四维波控模块由时序判决模块、时序生成电路以及驱动器组成；时序判决模块决定使用的时序策略，时序生成电路生成时序，驱动器将时序及静态加权信息传递至各四维收发组件；四维收发组件主要由可以实现时间调制的模块和移相器、放大器组成；数字调制器用来将数据比特按照预设的调制方式调制；数字信号处理器用来处理接收到的信号；

所述的方法包括如下步骤：

S1、比特数据生成器生成数据，经过数字调制器调制后产生通信信号s_c(t),并送入乘法器；

S2、雷达波形生成器按照下述公式生成雷达波形信号s_r(t)，然后送入乘法器

s_r(t)＝cosψ+sinψ

其中

其中，f₀是中心频率，t是时间，ΔF是调制带宽，t_m是调制周期，为波形周期T的一半；

S3、乘法器将输入的雷达波形信号和通信信号相乘后输出到上变频器进行上变频，生成一体化的射频信号，生成的一体化射频信号再经过功率放大器放大后进入双工器，双工器再将信号导入功分器；

S4、功分器将一体化射频信号分流进入各四维收发组件，由四维收发组件用伪随机正交时序(PRO-TS)或伪随机准正交时序(PRQO-TS)对信号进行调制，而后再经由各天线单元将信号辐射出去；

S5、辐射出的信号到达通信接收机后，通信接收机将其下变频后，送入解调器，再通过乘上通信接收机方向上的雷达波形信号后，再在符号周期内进行积分的方式去除雷达信号干扰，最后再用传统数字解调方式即可解调出原始比特数据；

S6、辐射出的一体化信号经由探测目标反射后，回波信号由各天线单元接收后汇入功分器，功分器再将信号合成一路后送入双工器，此时双工器将信号导入下变频器进行下变频；

S7、下变频后的一体化回波信号经由模数转换器采样后送入数字信号处理器，通过匹配滤波方式计算出探测目标的角度、距离、速度信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于四维天线阵的射频隐身雷达通信一体化方法，其特征还在于若通信接收机不在天线阵的辐射中心方向时，有三个方法可以使得接收机正常解调信号：

(1)若接收机未知调制时序，则使用递变相位激励各天线单元，使得波束中心扫描至接收机方向，从而在发射端消除调制时序的影响；

(2)若接收机未知调制时序，则也使用预调制技术，即预先用指定方向上的时间调制的逆来调制一体化波形信号，使得其在被时间调制后，一体化信号波形不受整体时间调制的影响，从而在发射端消除调制时序的影响；

(3)若接收机已知调制时序，则通过直接相干解调的方式，在接收端消除调制时序影响，正确解调出原始信号。