[发明专利]一种低旁瓣的FDA雷达通信一体化波形设计方法

说明书

本发明公开了一种低旁瓣的FDA雷达通信一体化波形设计方法，包括如下步骤：构建FDA雷达通信一体化的信号模型；对FDA雷达通信一体化信号进行子阵时延设计，得到子阵时延模型；选取正切调频信号作为基带波形，获得发射信号模型；根据发射信号获得回波信号，并计算模糊函数；在雷达接收端，根据模糊函数设计一种具有时变特性的角度‑时间二维匹配滤波器，对回波信号进行脉冲压缩和波束形成联合处理；在通信接收端，根据所述发射信号进行相应的解调处理，并分析误码率。本发明实现了FDA雷达通信一体化发射波形的低旁瓣设计，提高了雷达的距离和角度分辨率，同时具有良好的通信误码率，并且能够实现对范围空域的连续扫描，满足雷达通信一体化波形设计需求。

技术领域

本发明属于雷达与通信交叉学科领域，涉及波形设计和信号处理技术，具体涉及一种低旁瓣的FDA雷达通信一体化波形设计方法。

背景技术

长期以来，雷达和通信按照功能和频段的不同独立设计发展，事实上雷达和通信作为信息获取、处理、传输和交换的典型方式，虽然在功能和工作频段上存在诸多差异，但在硬件构造和工作原理上存在相似性。随着雷达和通信技术的不断发展，雷达与通信在信号处理和工作频段上的差异在逐渐减小，用于通信传输的工作频段与雷达使用的频段存在部分重合，使得雷达与通信一体化成为可能。对雷达和通信实施一体化设计，不仅能最大化资源利用率，还可以极大地提高系统的作战能力，克服系统在占地面积广、设备间电磁干扰严重和系统能耗高等方面的不足。

实现雷达和通信一体化的关键在于一体化发射波形的设计。目前，对雷达通信一体化发射波形设计的研究大多集中在单天线、相控阵、多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，MIMO)阵列。早期的单天线雷达通信一体化系统存在许多无法突破的瓶颈问题，例如：具有误码率高、保密性差、波形设计的自由度较低、不具备波束形成功能等。阵列雷达通信一体化具有增益高、方向性强、波束窄、旁瓣低等特点，不仅能够将发射功率聚集于空域中的特定方位，还可以利用空域滤波对其他方位信号进行抑制，达到增强发射-接收信号强度，避免雷达与通信相互干扰的效果，同时利用阵列天线可以使雷达和通信系统共用多个收发通道，从而增强目标的估计精度和通信的可靠性。然而，基于相控阵雷达通信一体化的阵列因子不具有时间耦合性，其在单个脉冲持续时间内的波束指向是恒定的，需要发射多个脉冲才能获知不同方位的信息，不具备空域扫描能力。