一种基于步进变频波的雷达-通信一体化方法

摘要

本发明提供一种基于步进变频波的雷达‑通信一体化方法，频率源通过正交调制技术将雷达信号和通信信号调制到两个互不干扰的步进频子频率上发射到空间中没，接收端再利用正交混频技术分离出差拍雷达信号和通信信号。雷达信号与通信信号间没有相互干扰，既保证雷达探测性能，也能保证通信的稳定性。相比现有的基于脉冲信号的雷达‑通信一体化体制，在达到相同探测能量的情况下，本发明所需的瞬时发射功率更低，因此依据本发明方法设计的设备硬件结构能更简单，且资源重复利用率高，可有效降低设备的成本，提升可靠性。

主权项

一种基于步进变频波的雷达‑通信一体化方法，其特征在于，包括：1)雷达‑通信一体化信号发射步骤：1‑1)设备A的发射端产生两个相互正交的单频信号和分别作为雷达信号‑通信信号子载频的载波，ω表示子载波频率、表示子载波初始相位，t为时间变量；1‑2)使用差分编码器对原始通信信号进行差分编码，所述原始通信信号采用二进制0、1编码，码元速率小于ω；1‑3)将差分编码数据取非后与子载波信号相乘，得到设备A的通信基带信号的同相部分；将差分编码数据与子载波信号相乘，得到设备A的通信基带信号的正交部分；1‑4)设备A的发射端生成步进变频本振信号Lo_aT(t)，为设备A在每个步进变频频点处的初始相位，f_aT(t)为设备A的步进变频本振信号的频率：$f_{\mathrm{aT}}\left(t\right)=f_{a0}+\mathrm{k\Delta f}\times \mathrm{rect}\left(\frac{t-{\mathrm{kT}}_0-T_0/2}{T_0}\right),k=\mathrm{0,1},...,K,$f_a0为设备A的步进变频本振的起始频率，△f为步进频率，K+1为频点数量，T_o为每个频点持续时间，T₀大于π/ω，rect为矩形窗函数；1‑5)设备A对发射端基带信号和步进变频本振信号进行正交混频，得到雷达‑通信混合信号S_tx(t)，将该信号放大后发射；步骤2)雷达信号接收步骤：2‑1)设备A的接收天线接收到目标反射回的电磁波，该接收到的电磁信号放大后同步进变频本振信号Lo_aT(t)进行正交解调，得到正交中频信号；2‑2)设备A对正交中频信号的同相部分和正交部分进行低通抗混叠滤波后，使用模数转换器进行数据采集，并将两个通道的数据合并成中频复信号；2‑3)设备A将中频复信号乘e^‑jωt后，使用截止频率为ω的低通滤波器得到雷达基带信号；步骤3)通信信号接收步骤：3‑1)设备B的接收天线接收来自设备A发射的雷达‑通信一体化信号并放大后与设备B生成的步进变频本振Lo_bT(t)进行正交解调，得到正交中频信号；为设备B在每个步进变频频点处的初始相位，f_bT(t)为设备B的步进变频本振信号的频率：$f_{\mathrm{bT}}\left(t\right)=f_{b0}+\mathrm{k\Delta f}\times \mathrm{rect}\left(\frac{t-\sigma -{\mathrm{kT}}_0-T_0/2}{T_0}\right),k=\mathrm{0,1},...,K,$f_b0为设备B的步进变频本振的起始频率，σ为设备A、B间的频率不同步时间，σ＜＜T₀；3‑2)对正交中频信号的同相部分和正交部分进行低通抗混叠滤波后，使用模数转换器进行数据采集，并将两个通道的数据合并成中频复信号；3‑3)将中频复信号乘后，使用截止频率为ω的低通滤波器得到通信基带信号，对通信基带信号进行抽样判决，再进行差分解调恢复出原始通信信号，f_ab为设备A与设备B的步进变频本振的起始频率之差，f_ab＝f_a0‑f_b0，f_ab大于