一種雷達(dá)通信一體化信號(hào)的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雷達(dá)通信一體化信號(hào)的優(yōu)化方法， 適用于解決雷達(dá)通信一體化波形模糊函數(shù)對(duì)通信信息的影響敏感問(wèn)題，尤其是雷達(dá)通信一 體化波形模糊函數(shù)對(duì)通信調(diào)制信息的影響敏感問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新技術(shù)的發(fā)展及各種智能化新型武器在現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，使得電 子裝備在現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)中的重要性越來(lái)越大。為了提高現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)性能，需要加載各種 電子裝備，從而導(dǎo)致電子裝備冗余加大，各種電子裝備之間的電磁干擾嚴(yán)重。多功能綜合 一體化電子系統(tǒng)是解決上述問(wèn)題的重要途徑，該系統(tǒng)采用綜合化設(shè)計(jì)方法，能夠使得該系 統(tǒng)中的各種電子裝備共享系統(tǒng)資源，并且能夠在該系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各種電子裝備的各自對(duì)應(yīng)功 能，減少了系統(tǒng)體積、能耗和各種電子裝備之間的相互干擾，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。
[0003] 而多功能綜合一體化電子系統(tǒng)通常包括雷達(dá)和通信兩種電子裝備，使得該系統(tǒng)必 然要求雷達(dá)和通信的一體化；并且，隨著交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，許多公司或企業(yè)也開(kāi)始研 發(fā)智能化系統(tǒng)，如智能交通系統(tǒng)或智能駕駛系統(tǒng)，該智能化系統(tǒng)要求具備感知周?chē)h(huán)境和 傳遞信息的功能，使得雷達(dá)和通信的一體化成為其必不可少的電子裝備，以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)和通 信的一體化。因此，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)和通信的一體化不僅具有提升現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)性能的軍事意義， 也具有推動(dòng)智能交通發(fā)展的民事意義。
[0004] 雷達(dá)和通信的一體化，簡(jiǎn)稱(chēng)雷達(dá)通信一體化，實(shí)現(xiàn)該雷達(dá)通信一體化的關(guān)鍵在于 雷達(dá)通信一體化的波形設(shè)計(jì)。目前，已有許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究工作，主要分為兩大類(lèi)， 一是基于復(fù)用技術(shù)的雷達(dá)通信一體化波形設(shè)計(jì)，其復(fù)用技術(shù)包括空分復(fù)用、碼分復(fù)用、頻分 復(fù)用和時(shí)分復(fù)用，但該類(lèi)方式會(huì)造成雷達(dá)和通信在空域、時(shí)域、頻域、碼域均不能實(shí)現(xiàn)資源 共享，使其應(yīng)用受到限制；二是直接使用調(diào)制后的通信信息實(shí)現(xiàn)雷達(dá)通信一體化波形設(shè)計(jì)。
[0005]目前，對(duì)于直接使用調(diào)制后的通信信息實(shí)現(xiàn)雷達(dá)通信一體化波形設(shè)計(jì)，主要采用 0FDM符號(hào)，即正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)符號(hào)， OFDM符號(hào)的頻譜利用率高，并且包含的載波調(diào)制靈活，便于同步和均衡。已有許多學(xué)者研究 了 0FDM符號(hào)在實(shí)際通信中的應(yīng)用，以及0FDM符號(hào)在雷達(dá)中的應(yīng)用，即正交頻分復(fù)用雷達(dá)， 文獻(xiàn)"施祥同，王虎，陳建軍，等.0FDM雷達(dá)信號(hào)的寬帶模糊函數(shù)性能分析[J].雷達(dá)科學(xué) 與技術(shù)，2010, 8 (6) : 554-558. "和文獻(xiàn)"張衛(wèi)，唐希源，顧紅，等.0FDM雷達(dá)信號(hào)模糊函數(shù) 分析[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，35(4) :513-518. "分析了正交頻分復(fù)用雷達(dá)分別在寬 帶寬和窄帶寬條件下產(chǎn)生的雷達(dá)通信一體化波形的模糊函數(shù)特性。
[0006] 本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述文獻(xiàn)中使用的傳統(tǒng)正交頻分復(fù)用雷達(dá)發(fā)射的一個(gè)脈沖 內(nèi)包含一個(gè)0FDM符號(hào)，并在采用該0FDM符號(hào)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)通信一體化波形設(shè)計(jì)時(shí)，均未考慮通 信調(diào)制信息的不確定性和隨時(shí)間的可變性給雷達(dá)通信一體化波形的模糊函數(shù)產(chǎn)生的影響， 不能進(jìn)一步提高雷達(dá)的探測(cè)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種雷達(dá)通信一體化信號(hào)的優(yōu) 化方法，以解決雷達(dá)通信一體化波形的模糊函數(shù)對(duì)通信調(diào)制信息的影響敏感問(wèn)題，提高雷 達(dá)的探測(cè)性能。
[0008] 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)思路是：確定雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的工作模式，并采用雷達(dá)發(fā)射脈 沖方式，得到雷達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖包含的隊(duì)個(gè)0FDM符號(hào)，然后建立信號(hào)模型，得到雷達(dá)發(fā)射 一個(gè)脈沖的信號(hào)基帶形式，進(jìn)而得到延遲時(shí)間τ后雷達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖的信號(hào)基帶形式，確 定雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的工作模式和信號(hào)模型下，得到雷達(dá)通信一體化波形的模糊函數(shù)， 進(jìn)而分別得到雷達(dá)通信一體化波形的模糊函數(shù)的具體形式和同一脈沖內(nèi)第η個(gè)0FDM符號(hào) 載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息，根據(jù)雷達(dá)通信一體化波形模糊函數(shù)的具體形式，采用Gold序 列對(duì)同一脈沖內(nèi)第η個(gè)0FDM符號(hào)載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息a(η)進(jìn)行預(yù)調(diào)制，得到對(duì)通 信調(diào)制信息不敏感的一體化信號(hào)。
[0009] 為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以說(shuō)明。
[0010] -種雷達(dá)通信一體化信號(hào)的優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0011] 步驟1，確定雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的工作模式，并采用雷達(dá)發(fā)射脈沖方式，得到雷 達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖包含的隊(duì)個(gè)0FDM符號(hào)；
[0012] 步驟2,根據(jù)雷達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖包含的隊(duì)個(gè)0FDM符號(hào)，得到雷達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖的 信號(hào)基帶形式s(t)，進(jìn)而得到延遲時(shí)間τ后雷達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖的信號(hào)基帶形式S(t-T);
[0013] 步驟3,分別根據(jù)雷達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖的信號(hào)基帶形式s(t)和延遲時(shí)間τ后雷達(dá)發(fā) 射一個(gè)脈沖的信號(hào)基帶形式s(t_τ)，得到雷達(dá)通信一體化波形的模糊函數(shù)X(τ，fd)，進(jìn) 而分別得到雷達(dá)通信一體化波形的模糊函數(shù)的具體形式.fhA)和雷達(dá)發(fā)射的一個(gè)脈沖中 第η個(gè)0FDM符號(hào)包含的N。個(gè)載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息a(η);
[0014]步驟4,根據(jù)雷達(dá)通信一體化波形模糊函數(shù)的具體形式)，采用Gold序列對(duì) 雷達(dá)發(fā)射的一個(gè)脈沖中第η個(gè)0FDM符號(hào)包含的N。個(gè)載波所調(diào)制的通信調(diào)制信息a(η)進(jìn) 行預(yù)調(diào)制，得到對(duì)通信調(diào)制信息不敏感的雷達(dá)通信一體化信號(hào)。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 第一，本發(fā)明米用雷達(dá)發(fā)射脈沖方式發(fā)射的一個(gè)脈沖由多個(gè)子脈沖構(gòu)成，每個(gè)子 脈沖是通信中一個(gè)0FDM符號(hào)，且能夠在一個(gè)脈沖內(nèi)實(shí)現(xiàn)通信功能，與傳統(tǒng)方式相比更易于 同步，且在相同帶寬下提高了通信的數(shù)據(jù)率；
[0017] 第二，采用Gold序列進(jìn)行通信信息調(diào)制的雷達(dá)通信一體化信號(hào)的模糊函數(shù)圖的 形狀為圖釘狀，且該模糊函數(shù)圖的距離模糊圖和速度模糊圖的旁瓣衰減慢，且較為平坦；
[0018] 第三，本發(fā)明通過(guò)對(duì)通信信息進(jìn)行預(yù)調(diào)制，使得每個(gè)0FDM符號(hào)所調(diào)制的編碼序列 具有優(yōu)良的非周期自相關(guān)和互相關(guān)特性，能夠解決雷達(dá)通信一體化的模糊函數(shù)對(duì)通信調(diào)制 ?目息的影響敏感問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 圖1為本發(fā)明的一種雷達(dá)通信一體化信號(hào)的優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0021 ] 圖2 (a)為傳統(tǒng)0FDM雷達(dá)發(fā)射波形形式示意圖；
[0022] 圖2(b)為本發(fā)明所采用的雷達(dá)發(fā)射波形形式示意圖；
[0023] 圖3為0FDM符號(hào)持續(xù)時(shí)間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為延時(shí)小于0時(shí)模糊函數(shù)計(jì)算積分示意圖；
[0025] 圖5為延時(shí)大于0時(shí)模糊函數(shù)計(jì)算積分示意圖；
[0026]圖6為延時(shí)等于有效持續(xù)時(shí)間的模糊函數(shù)計(jì)算積分示意圖；
[0027]圖7為對(duì)通信調(diào)制信息不敏感的一體化信號(hào)產(chǎn)生框圖；
[0028] 圖8(a)為Gold序列與m序列的非周期自相關(guān)函數(shù)比較示意圖，
[0029] 圖8(b)為Gold序列與m序列的非周期互相關(guān)函數(shù)比較示意圖；
[0030]圖9 (a)為線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的模糊函數(shù)圖，
[0031]圖9(b)為線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的距離模糊圖，
[0032]圖9 (c)為線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的速度模糊圖；
[0033] 圖10 (a)為本發(fā)明米用Gold序列產(chǎn)生的0FDM符號(hào)的歸一化模糊函數(shù)不意圖，
[0034] 圖10 (b)為本發(fā)明采用Gold序列產(chǎn)生的0FDM符號(hào)的距離模糊圖，
[0035] 圖10 (c)為本發(fā)明采用Gold序列產(chǎn)生的0FDM符號(hào)的速度模糊圖；
[0036]圖11 (a)為通信調(diào)制信息均為全1向量的歸一化模糊函數(shù)圖，
[0037]圖11 (b)為通信調(diào)制信息均為全1向量的距離模糊圖，
[0038]圖11 (c)為通信調(diào)制信息均為全1向量的速度模糊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的一種雷達(dá)通信一體化信號(hào)的優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)流程圖，該一種 雷達(dá)通信一體化信號(hào)的優(yōu)化方法，包括以下步驟：
[0040] 步驟1:確定雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的工作模式，并采用雷達(dá)發(fā)射脈沖方式，得到雷 達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖包含的隊(duì)個(gè)0FDM符號(hào)。