[发明专利]一种基于相干相位调制广播模式的雷达通信一体化方法

权利要求书

1.一种基于相干相位调制广播模式的雷达通信一体化方法，系统包括一个具有M个收发阵列的MIMO雷达，且已知MIMO雷达的阵列结构、发射波形与通信方向，其特征在于，通信一体化方法包括以下步骤：

S1、构建雷达波束权向量集W：

以平顶波束为目标建立雷达优化问题：

通过求解优化问题得到主权向量w，其中(·)^H为矩阵共轭转置，a是天线阵列导向矢量，u(θ_i)是期望的主瓣相位分布，Θ是主瓣区域，是旁瓣区域，I和P分别为主瓣区域以及旁瓣区域采样点个数，ε控制旁瓣最高水平；利用主权向量w计算得到其余权向量并构成权向量集

S2、控制旁瓣区域相位：

求解旁瓣区域相位优化问题：

s.t.w_k∈W

得到权向量w，以确保旁瓣区域内权向量形成的复增益相位平稳；其中angle(·)为求相位，var(·)为求方差；

S3、通过相位旋转得到相位符号字典：

对w进行相位旋转得到所有权向量构成具有K个权向量的集合U＝{w₁,...,w_K}；每个雷达脉冲周期内，由01序列组合成的N_bbit位信息被映射到具有个相位符号的字典，记为D_PM＝{Ω₁,...,Ω_K}，此时最大通信速率为R＝(log₂ K)f_PRF；

S4、雷达发射端发射嵌入通信信息的信号：

雷达发射机处根据集合U与字典D_PM的对应关系，针对不同的通信符号选择对应的权向量w_k并发射信号；此时雷达发射的信号为：

其中(·)^*是求共轭，t是快时间，ψ_w(t)是一组正交波形，P_w是波形ψ_w(t)的发射功率；

S5、通信接收端接收并翻译出通信符号：

处于旁瓣区域内的通信接收机接收到的基带信号为：

y_com(t；τ)＝α_ch(τ)a^T(θ_c)s(t；τ)+n(t；τ)

其中(·)^T是矩阵转置，τ是慢时间，即第τ个脉冲周期，α_ch是信道系数，a是天线阵列导向矢量，θ_c是通信角度，n(t；τ)是零均值加性高斯白噪声；对基带信号进行匹配滤波得到：

其中和分别是波形ψ_w(t)的发射波束形成复增益在通信方向的幅值和相位，n_w(τ)是零均值加性高斯白噪声；根据匹配滤波的结果得到相位angle(y_u(τ))，将得到的相位与通信字典进行比较，解码出嵌入的二进制消息，检测准则为：