[发明专利]一种LFM-MPSK雷达通信一体化系统的时频联合同步方法和装置

说明书

本发明公开了一种LFM‑MPSK雷达通信一体化系统的时频联合同步方法和装置，属于雷达通信领域，所述方法包括：S1：发射携带调频斜率相反的同步载波和信息载波的一体化波形；S2：利用获取的接收信号估计正、负调频斜率同步载波各自的起止位置；S3：基于起止位置设置若干不同时间起点的正、负调频参考信号；S4：将正、负调频参考信号与对应时间窗的接收信号进行混频得到正、负混频信号；并估计正、负混频信号各自的谱峰频率；S5：利用两组谱峰频率反演同步时延和载波频偏；利用同步时延和载波频偏对接收信号进行同步补偿，以对接收信号中的信息载波进行解调。本发明提供的方法在不影响通信效率及雷达性能的情况下，可实现一体化信号的时频联合同步。

技术领域

本发明属于雷达通信领域，更具体地，涉及一种LFM-MPSK雷达通信一体化系统的时频联合同步方法和装置。

背景技术

随着电子技术的不断发展和军事作战需求的不断提升，作战平台装载的电子设备也不断增多，多功能多任务的电子系统已成为发展趋势。将多种电子系统简单集成虽然可实现多功能电子系统，但会增大作战平台雷达截面积(Radar Cross Section,RCS)，引发电磁兼容、调度困难、系统性能下降等问题。因此，对不同功能设备实现更高程度的集成、整合，构建多功能综合射频系统，将是未来多功能电子系统的主要研究方向之一，同时也有助于上述问题的解决，缩减系统的体积、重量，降低能源消耗，增强系统的可靠性。目前，雷达和通信系统广泛应用于同一作战平台，是现代电子装备必不可少的功能系统。因此，实现雷达和通信的一体化对推动军事装备的发展具有重要意义。

实现雷达通信一体化的技术有多种，其中基于信号共用的一体化波形设计方式可使系统的集成度最高。该方式在发射端只使用一套射频链路，发射一种信号，同时实现通信和探测两种功能。目前，基于信号共用的一体化波形设计主要有两种方式：一种是利用已有的或改进的通信信号实现探测功能；另一种是对已有的雷达波形的参数或波形本身进行通信信息调制，以实现通信功能。针对第一种方案，正交频分复用(orthogonal frequencydivision multiplexing,OFDM)信号的研究较多。OFDM信号具有高的频谱利用率，抗多径衰落，便于同步和均衡，子载波调制灵活等优点，但应用于雷达探测时存在峰均功率比过高、多普勒敏感等问题。针对第二种方案，一体化波形设计方式中，通常将传统的线性调频(linear frequencymodulation,LFM)信号作为载波，在一个LFM脉冲内通过调频或调相方式进行通信信息调制。LFM信号带宽大、易生成，便于一体化波形设计，是一种较为理想的一体化波形载体。

目前基于LFM的雷达通信一体化系统实现通信功能时，会遇到频谱展宽、通信能量降低、通信速率受限等问题，其中同步是通信功能实现所需解决的关键问题之一。源于传统通信系统的设计方案，目前相关研究主要考虑在一体化波形中添加额外设计的相关性较好的同步前导信号，用以实现时间同步。由于LFM信号具有良好的自相关性质，可直接将未经调制的LFM信号作为同步前导信号，在接收端通过匹配滤波或脉冲压缩获取信号的时间同步信息。这种在一体化波形前面添加同步前导信号的方案存在着以下问题：若同步信号过长，则会大幅损失通信数据率；若同步信号过短，将会因相关检测时积累能量较小而造成信号漏检。此外，当设计的同步信号不适合雷达探测时，无疑将进一步降低一体化系统的集成度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种LFM-MPSK雷达通信一体化系统的时频联合同步方法和装置，其目的在于较好的实现雷达通信同步并提升一体化雷达系统的集成度，由此解决现有雷达系统通信同步效果差及一体化集成度低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种LFM-MPSK雷达通信一体化系统的时频联合同步方法，包括：

S1：发射携带调频斜率相反的同步载波和信息载波的一体化波形；其中，在相邻的LFM脉冲内，所述同步载波分别为正调频斜率同步载波和负调频斜率同步载波；