[发明专利]一种多功能一体化的信号波形设计方法

说明书

本发明公开了一种多功能一体化的信号波形设计方法，该方法包括：分别获取雷达、通信和有源干扰三类任务的任务目标信息和当前的电磁环境信息，建立多功能一体化的波形设计准则，确定多功能一体化波形的性能指标；根据多功能一体化波形的性能指标、任务目标信息和电磁环境信息，建立波形设计目标函数，对所述波形设计目标函数进行求解，得到多功能一体化的信号波形；对执行雷达、通信和有源干扰任务的效果进行评估，根据评估结果重新进行多功能一体化的信号波形设计。本发明综合考虑雷达、通信和有源干扰的目标任务信息和所处电磁环境信息，利用一种波形实现了对上述三类功能的承载，实现了特定场景下多功能一体化的波形设计。

技术领域

本发明涉及通信、雷达和有源干扰领域，尤其涉及一种多功能一体化的信号波形设计方法。

背景技术

目前，随着宽带射频器件和超宽带信号处理技术的不断发展，雷达系统、通信系统和有源干扰系统呈现硬件融合发展的趋势。对于雷达系统而言，雷达系统的探测带宽越来越宽，部分雷达还具有无源探测和信号识别分选能力，因此未来雷达将有望实现更多的有源干扰功能。而对于有源干扰系统而言，其随着雷达技术的发展而不断进步，在信号波形产生、信号发射、波束成形等方面所采用的技术也与雷达系统越来越相近。两种系统的深度融合并采用一套硬件实现两种功能，是未来的技术发展趋势。另外，雷达与无线通信技术的射频前端架构也变得越来越相似，目前已有能够实现雷达和通信功能的通用硬件平台。因此，雷达、通信和有源干扰三类系统，有望采用统一的硬件架构进行设计，实现硬件平台的一体化。而对于雷达、通信和干扰一体化的实现系统，如何设计能够同时承载雷达、通信和有源干扰功能的波形，是当前亟需解决的问题。

发明内容

针对如何设计一种能够同时承载雷达、通信和有源干扰三种功能的一体化波形的问题，本发明公开了一种多功能一体化的信号波形设计方法，包括：

分别获取雷达、通信和有源干扰三类任务的任务目标信息和当前的电磁环境信息；

根据所获取的任务目标信息和电磁环境信息，建立多功能一体化的波形设计准则；

根据所建立的波形设计准则，确定多功能一体化波形的性能指标；

根据多功能一体化波形的性能指标、任务目标信息和电磁环境信息，建立波形设计目标函数；

根据所建立的波形设计目标函数，采用相应的求解方法对所述波形设计目标函数进行求解，得到多功能一体化的信号波形；

对采用多功能一体化信号波形的多功能一体化系统执行雷达、通信和有源干扰三类任务的效果进行评估，得到评估结果；当评估结果的取值超出预设范围时，根据评估结果对雷达、通信和有源干扰三类任务的任务目标信息和电磁环境信息进行修改，根据修改后的任务目标信息和电磁环境信息，重新进行多功能一体化的信号波形设计。

所述雷达的任务目标信息，包括雷达任务类型、目标类型、目标电磁特性信息、目标运动特性信息等；

所述目标类型包括亚音速目标、超音速目标和高超音速目标；

所述通信的任务目标信息，包括通信信道信息、通信可靠性需求信息、通信有效性需求信息等；

所述有源干扰的任务目标信息，包括干扰目标技术体制、干扰目标平台运动特性、干扰目标工作状态、干扰目标信号参数信息、有源干扰模式等。

所述当前的电磁环境信息，是采用分层认知模型对当前的电磁环境进行表征后得到。

所述的采用分层认知模型对当前的电磁环境进行表征，是采用基本属性层、物理空间层、波形形态层、信号波形层、指纹特征层、基础数据层和信息应用层分别对当前的电磁环境数据进行表征，得到每个层的表征参数信息，所有层的表征参数信息构成当前的电磁环境信息。

所述基本属性层，其表征参数信息包括信号频带宽度、平均功率谱密度和最大功率谱密度等；