[发明专利]基于循环编码阵列的多波束雷达通信一体化方法

权利要求书

1.基于循环编码阵列的多波束雷达通信一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立循环编码阵列模型，利用循环编码阵列产生的发射方向图的照射角度与发射信号的频率的对应关系，生成基本线性调频信号；

步骤2，将发射端的待传输通信码元序列加载于所述基本线性调频信号上，即在通信调制时间段上对所述基本线性调频信号进行连续相位调制，得到携带通信信息的雷达通信一体化信号；

步骤3，根据循环编码阵列的相邻发射信号的时间延迟，通过阵列天线将所述携带通信信息的雷达通信一体化信号发射到空间；

步骤4，发射信号经空间目标反射后，雷达接收机接收回波信号，并对回波信号进行目标探测；同时，通信接收机直接接收发射信号，并对接收的信号进行基于通信角度的解调，得到待传输通信数据。

2.根据权利要求1所述的基于循环编码阵列的多波束雷达通信一体化方法，其特征在于，所述建立循环编码阵列模型，具体为：设循环编码阵列的阵元个数为N，发射信号的原始带宽为B，相邻阵元以时间延迟发射完全相同的信号，发射信号的瞬时频率为丁，脉冲宽度T，单个方向对应的频带宽度为

3.根据权利要求2所述的基于循环编码阵列的多波束雷达通信一体化方法，其特征在于，所述利用循环编码阵列产生的发射方向图的照射角度与发射信号的频率的对应关系，生成基本线性调频信号，具体为：

首先，设置雷达角度范围Θ_R＝[θ_{R_min}，θ_{R_max}]，θ_{R_min}和θ_{R_max}分别为雷达照射的最小角度和最大角度，通信接收端相对于发射端的角度为θ_C；

循环编码阵列产生的发射方向图的照射角度与发射信号的频率的对应关系为：

根据上式，计算得到雷达的发射信号带宽为通信系统的发射信号带宽为雷达的信号载频为通信系统的信号载频为

其次，计算得到实际带宽B_I＝B_R+B_C，线性调频信号的调频斜率雷达信号长度通信信号长度

最后，线性调频信号产生器根据输入的脉冲宽度T、雷达的发射信号带宽B_R、雷达信号载频f_R、雷达信号长度T_R、通信系统的发射信号带宽B_C、通信系统的信号载频f_C，通信信号长度T_C，生成基本线性调频信号：

其中，t为时间，

4.根据权利要求3所述的基于循环编码阵列的多波束雷达通信一体化方法，其特征在于，所述携带通信信息的雷达通信一体化信号的表达式为：

其中，N_b为在T_C时间段内调制的通信码元个数；k为通信码元个数变量，1≤k≤N_b；T_s为一个通信码元所占据的调制时间；h为连续相位调制的调制系数，0≤h≤1；a_i∈{-(M-1)，-(M-3)，…，(M-3)，(M-1)}，a_i为第i个码元的值；M为通信调制进制数，取值为2的整数次幂；i为通信码元个数变量，1≤i≤N_b；L为连续相位调制的相关长度，1≤L≤N_b。

5.根据权利要求1所述的基于循环编码阵列的多波束雷达通信一体化方法，其特征在于，所述通过阵列天线将所述携带通信信息的雷达通信一体化信号发射到空间，具体为：通过阵元间距为半波长的阵列天线将步骤2生成的携带通信信息的雷达通信一体化信号以时间延迟在不同时刻发射到空间中；B为发射信号的原始带宽。

6.根据权利要求1所述的基于循环编码阵列的多波束雷达通信一体化方法，其特征在于，所述对接收的信号进行基于通信角度的解调，具体为：

4.1，对通信接收机接收到的信号进行傅里叶变换，得到通信接收机接收信号的频谱S′_T(f，θ₀)，再计算得到发射的雷达通信一体化信号的频谱：

其中，S′(f)为发射的雷达通信一体化信号的频谱，S′_T(f，θ₀)为通信接收机在空间θ₀角度方向上接收到信号的频谱，γ(θ₀，f)为循环编码阵列特有的空间角度θ₀方向上的空频调制系数；f为发射信号的瞬时频率；

4.2，对雷达通信一体化信号的频谱S′(f)进行逆傅里叶变换，得到发射的雷达通信一体化信号；再对得到的雷达通信一体化信号进行最大似然检测，得到待传输通信数据。