[发明专利]基于分段式线性调频信号的雷达探测与通信传输方法

说明书

本发明公开了一种基于分段式线性调频信号的雷达探测和通信传输方法，解决了雷达信号调制通信数据后降低雷达探测性能，及共享信号不利于线性放大的问题。具体步骤有：雷达通信数据预处理；设置分段式线性调频信号参数；产生分段式线性调频信号；发射并接收脉冲调制信号；探测雷达目标的距离和速度；解调雷达通信数据。本发明设计了具有恒包络和固定带宽的分段式线性调频信号，对中段线性调频信号时宽和调频极性做数据调制，使其携带通信信息，成为能探测目标和传输数据的共享信号。本发明克服了用普通脉冲信号探测存在距离模糊问题，解决了通信传输和雷达探测占用功率的矛盾，传输更准确，误码率更低，用于雷达通信一体化系统中。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，更进一步涉及雷达通信中的探测与通信传输，具体是一种基于分段式线性调频信号的雷达探测与通信传输的方法。用于雷达通信一体化系统中。

背景技术

机载、舰载等平台为适应未来信息技术发展，体现出“信息化优势”，要求平台的发展和使用具有系统化趋势，使各种机载平台通过电子信息渠道实现跨领域、超距离的实时合作。同时，为适应现代化信息化环境的要求，机载平台需要装备数量众多的电子设备比如雷达、通信设备等，但这些设备不仅占据平台中的宝贵空间、增加其载荷、恶化周围电磁环境，使得航电设备综合性能受到影响，如果能在雷达设备上增加通信功能，使其以一个系统运行，并设计一种雷达通信共享信号，将会大大提高电子设备的综合利用率。

李晓柏，杨瑞娟，陈新永等人在其发表的论文“基于分数阶傅里叶变换的雷达通信一体化信号共享研究”(信号处理，2012，28(4)：487-494)提出了一种基于线性调频信号(Chirp)的初始频率调制通信信息实现雷达通信一体化的方法。该方法采用Chirp信号不同的初始频率对用户数据进行调制，达到了单Chirp信号多比特信息的传输。其存在的不足之处是通信数据解调过程对多普勒不具有稳健性，而且在相同的带宽条件下，通信的频谱效率较低，难以满足战时大批量数据的传输，而且用初始频率调制信息的解调方法。

西安电子科技大学在其申请的专利“基于线性调频信号实现雷达探测与通信传输的方法”(申请号201710028374，公开号106772350A)提出一种多载波线性调频信号，通过改变副载波线性调频信号的调频率调制通信数据，克服了传统技术在雷达信号上调制通信数据后降低了雷达探测目标距离与速度性能，以及数据解调过程对多普勒不稳健的问题，但是多载波LFM共享信号由主载波与副载波叠加得到，用主载波用于雷达探测，，副载波用于同i性能，若用于通信的功率上升，则用于雷达探测的功率会有所下降，而且其通信带宽会随着调制数据的不同而改变，因而多载波形式不利于线性放大器工作。也就是说，已有的LMF共享信号技术存在通信和雷达探测占用雷达发射功率矛盾，以及存在不利于线性放大的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于保持已有LMF共享信号技术的优点，克服其不足，设计一种具有恒定包络，利于线性放大的基于分段式线性调频信号，实现雷达探测于通信传输的方法。

本发明是一种基于分段式线性调频信号的雷达探测与通信传输方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)雷达通信数据预处理：将待发通信数据串并转换并分组，得到若干个具有N位二进制数的待传输数组；

(2)构建分段式线性调频信号产生器，设置分段式线性调频信号初始化参数:

分段式线性调频信号产生器的输入是待传输数组，输出是时频关系连续的三段式线性调频信号，时频关系连续的三段式线性调频信号从左到右依次记为D₁段、段D₂、D₃段；在分段式线性调频信号产生器中设置初始化参数，设置一个线性调频信号的中心频率f_c、线性调频信号的总带宽B和线性调频波的总时宽τ、一个包含等间隔的2^M-1个时宽的线性调频信号的时宽库，M表示每个脉冲发送的二进制数据个数，M等于N，根据时宽在时宽库中的位置对时宽以十进制数进行编号，并将编号m与二进制数据组对应；