一种非对称三角调频雷达通信一体化信号波形确定方法

摘要

一种非对称三角调频雷达通信一体化信号波形确定方法，该一体化信号波形为非对称的三角，由调频率符号相反的两段线性调频信号组成，首先确定一体化系统的带宽B和时宽T；将系统时宽T分成两段，时间长度分别为T₁，T₂；两段线性调频信号调谐率符号相反，带宽B相同，分别计算出两段线性调频信号的调谐率；第一段信号用于进行通信信号的同步捕获，不调制通信信息；第二段信号分段调制通信比特信息；保证两段信号相位连续，最终得到一体化信号在整个时宽T上的表达式。本发明能够实现雷达和通信信号的波形一体化，利用部分一体化信号作为同步序列用于通信系统的同步，剩余部分一体化信号分段调制通信比特信息，整个一体化信号作为雷达发射信号。

主权项

一种非对称三角调频雷达通信一体化信号波形确定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据设定的雷达斜距分辨率、雷达发射机输出的平均功率、雷达发射机输出的峰值功率和脉冲重复频率PRF，分别确定的带宽B和时宽T；(2)将步骤(1)的时宽T分为两段，分别为[0:T₁]，[T₁:T]，两段时间长度分别为T₁和T₂，0≤T₁≤T₂，T₂＝T‑T₁；(3)根据步骤(2)中确定的T₁和T₂，保持步骤(1)确定的带宽B不变，分别计算一体化波形第一部分调频率k₁＝B/T₁，和第二部分调频率k₂＝‑B/T₂；(4)根据步骤(3)得到的调频率k₁，k₂，在保证信号时域、相位连续的情况下，得到[0:T₁]上信号的表达式s₁'(t)，[T₁:T]上信号的表达式s₂'(t)；${s_1}^{,}\left(t\right)=A·rect\left(\frac{t-T_1/2}{T_1}\right)e^{{\mathrm{j\pi k}}_1{t}^2}$${s_2}^{,}\left(t\right)=A·rect\left(\frac{t-T_1-T_2/2}{T_2}\right)e^{{\mathrm{j\pi k}}_2{(t-T)}^2}{e}^{{\mathrm{j\pi k}}_1{T}_1(T_1+T_2)}$式中，A为归一化的信号的幅度，$A=1/\sqrt{T},$函数$rect\left(\frac{m}{T}\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& \left|m\right|\le T/2\\ 0& \left|m\right|>T/2\end{array}\right.;$(5)当调制通信信息时，不调制步骤(4)中的s₁'(t)，将步骤(4)中的s₂'(t)，在[T₁:T]内，平均分段调制通信比特信息后新的信号的表达式s₂(t)，如下；$\begin{array}{c}{s}_2\left(t\right)={s_2}^{,}\left(t\right)·c\left(t\right)\\ =A·\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}c\left(n\right)rect\left(\frac{t-T_1-n\Delta T+\Delta T/2}{\Delta T}\right)e^{{\mathrm{j\pi k}}_2{(t-T)}^2}{e}^{{\mathrm{j\pi k}}_1{T}_1(T_1+T_2)}\end{array}$式中c(n)＝2randint(1,N,(0,1))‑1，N表示在[T₁:T]一共调制了N比特通信数据，n表示在[T₁:T]上调制的第n比特数据；2randint(1,N,(0,1))‑1表示产生N个1或‑1的随机数，ΔT表示调制一比特信息的时间长度，其中T₁≤ΔT≤T₂；(6)根据步骤(4)得到的s₁'(t)和步骤(5)得到的s₂(t)，得到一体化复合信号的表达式s(t)，将得到的该一体化复合信号s(t)同时作为雷达信号和通信信号使用，即实现雷达通信信号波形的一体化，s(t)如下：s(t)＝s₁'(t)+s₂(t)${s_1}^{,}\left(t\right)=A·rect\left(\frac{t-T_1/2}{T_1}\right)e^{{\mathrm{j\pi k}}_1{t}^2}.$$s_2\left(t\right)=A·\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}c\left(n\right)rect\left(\frac{t-T_1-n\Delta T+\Delta T/2}{\Delta T}\right)e^{{\mathrm{j\pi k}}_2{(t-T)}^2}{e}^{{\mathrm{j\pi k}}_1{T}_1(T_1+T_2)}$