一种雷达通信一体化信号的优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达通信技术领域，特别涉及一种雷达通信一体化信号的优化方法， 适用于解决雷达通信一体化波形模糊函数对通信信息的影响敏感问题，尤其是雷达通信一 体化波形模糊函数对通信调制信息的影响敏感问题。
【背景技术】
[0002] 随着新技术的发展及各种智能化新型武器在现代作战系统中的广泛应用，使得电 子装备在现代作战系统中的重要性越来越大。为了提高现代作战系统性能，需要加载各种 电子装备，从而导致电子装备冗余加大，各种电子装备之间的电磁干扰严重。多功能综合 一体化电子系统是解决上述问题的重要途径，该系统采用综合化设计方法，能够使得该系 统中的各种电子装备共享系统资源，并且能够在该系统中实现各种电子装备的各自对应功 能，减少了系统体积、能耗和各种电子装备之间的相互干扰，增强了系统的可靠性。
[0003] 而多功能综合一体化电子系统通常包括雷达和通信两种电子装备，使得该系统必 然要求雷达和通信的一体化；并且，随着交通运输业的迅猛发展，许多公司或企业也开始研 发智能化系统，如智能交通系统或智能驾驶系统，该智能化系统要求具备感知周围环境和 传递信息的功能，使得雷达和通信的一体化成为其必不可少的电子装备，以实现雷达和通 信的一体化。因此，实现雷达和通信的一体化不仅具有提升现代作战系统性能的军事意义， 也具有推动智能交通发展的民事意义。
[0004] 雷达和通信的一体化，简称雷达通信一体化，实现该雷达通信一体化的关键在于 雷达通信一体化的波形设计。目前，已有许多学者进行了相关研究工作，主要分为两大类， 一是基于复用技术的雷达通信一体化波形设计，其复用技术包括空分复用、码分复用、频分 复用和时分复用，但该类方式会造成雷达和通信在空域、时域、频域、码域均不能实现资源 共享，使其应用受到限制；二是直接使用调制后的通信信息实现雷达通信一体化波形设计。
[0005]目前，对于直接使用调制后的通信信息实现雷达通信一体化波形设计，主要采用 0FDM符号，即正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)符号， OFDM符号的频谱利用率高，并且包含的载波调制灵活，便于同步和均衡。已有许多学者研究 了 0FDM符号在实际通信中的应用，以及0FDM符号在雷达中的应用，即正交频分复用雷达， 文献"施祥同，王虎，陈建军，等.0FDM雷达信号的宽带模糊函数性能分析[J].雷达科学 与技术，2010, 8 (6) : 554-558. "和文献"张卫，唐希源，顾红，等.0FDM雷达信号模糊函数 分析[J].南京理工大学学报，2011，35(4) :513-518. "分析了正交频分复用雷达分别在宽 带宽和窄带宽条件下产生的雷达通信一体化波形的模糊函数特性。
[0006] 本申请的发明人发现，上述文献中使用的传统正交频分复用雷达发射的一个脉冲 内包含一个0FDM符号，并在采用该0FDM符号实现雷达通信一体化波形设计时，均未考虑通 信调制信息的不确定性和随时间的可变性给雷达通信一体化波形的模糊函数产生的影响， 不能进一步提高雷达的探测性能。
【发明内容】
[0007] 针对以上现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种雷达通信一体化信号的优 化方法，以解决雷达通信一体化波形的模糊函数对通信调制信息的影响敏感问题，提高雷 达的探测性能。
[0008] 本发明的实现思路是：确定雷达通信一体化系统的工作模式，并采用雷达发射脉 冲方式，得到雷达发射一个脉冲包含的队个0FDM符号，然后建立信号模型，得到雷达发射 一个脉冲的信号基带形式，进而得到延迟时间τ后雷达发射一个脉冲的信号基带形式，确 定雷达通信一体化系统的工作模式和信号模型下，得到雷达通信一体化波形的模糊函数， 进而分别得到雷达通信一体化波形的模糊函数的具体形式和同一脉冲内第η个0FDM符号 载波所调制的通信调制信息，根据雷达通信一体化波形模糊函数的具体形式，采用Gold序 列对同一脉冲内第η个0FDM符号载波所调制的通信调制信息a(η)进行预调制，得到对通 信调制信息不敏感的一体化信号。
[0009] 为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以说明。
[0010] -种雷达通信一体化信号的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0011] 步骤1，确定雷达通信一体化系统的工作模式，并采用雷达发射脉冲方式，得到雷 达发射一个脉冲包含的队个0FDM符号；
[0012] 步骤2,根据雷达发射一个脉冲包含的队个0FDM符号，得到雷达发射一个脉冲的 信号基带形式s(t)，进而得到延迟时间τ后雷达发射一个脉冲的信号基带形式S(t-T);
[0013] 步骤3,分别根据雷达发射一个脉冲的信号基带形式s(t)和延迟时间τ后雷达发 射一个脉冲的信号基带形式s(t_τ)，得到雷达通信一体化波形的模糊函数X(τ，fd)，进 而分别得到雷达通信一体化波形的模糊函数的具体形式.fhA)和雷达发射的一个脉冲中 第η个0FDM符号包含的N。个载波所调制的通信调制信息a(η);
[0014]步骤4,根据雷达通信一体化波形模糊函数的具体形式)，采用Gold序列对 雷达发射的一个脉冲中第η个0FDM符号包含的N。个载波所调制的通信调制信息a(η)进 行预调制，得到对通信调制信息不敏感的雷达通信一体化信号。
[0015] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：
[0016] 第一，本发明米用雷达发射脉冲方式发射的一个脉冲由多个子脉冲构成，每个子 脉冲是通信中一个0FDM符号，且能够在一个脉冲内实现通信功能，与传统方式相比更易于 同步，且在相同带宽下提高了通信的数据率；
[0017] 第二，采用Gold序列进行通信信息调制的雷达通信一体化信号的模糊函数图的 形状为图钉状，且该模糊函数图的距离模糊图和速度模糊图的旁瓣衰减慢，且较为平坦；
[0018] 第三，本发明通过对通信信息进行预调制，使得每个0FDM符号所调制的编码序列 具有优良的非周期自相关和互相关特性，能够解决雷达通信一体化的模糊函数对通信调制 ?目息的影响敏感问题。
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发作进一步详细说明。
[0020] 图1为本发明的一种雷达通信一体化信号的优化方法的实现流程图；
[0021 ] 图2 (a)为传统0FDM雷达发射波形形式示意图；
[0022] 图2(b)为本发明所采用的雷达发射波形形式示意图；
[0023] 图3为0FDM符号持续时间的结构示意图；
[0024] 图4为延时小于0时模糊函数计算积分示意图；
[0025] 图5为延时大于0时模糊函数计算积分示意图；
[0026]图6为延时等于有效持续时间的模糊函数计算积分示意图；
[0027]图7为对通信调制信息不敏感的一体化信号产生框图；
[0028] 图8(a)为Gold序列与m序列的非周期自相关函数比较示意图，
[0029] 图8(b)为Gold序列与m序列的非周期互相关函数比较示意图；
[0030]图9 (a)为线性调频信号的模糊函数图，
[0031]图9(b)为线性调频信号的距离模糊图，
[0032]图9 (c)为线性调频信号的速度模糊图；
[0033] 图10 (a)为本发明米用Gold序列产生的0FDM符号的归一化模糊函数不意图，
[0034] 图10 (b)为本发明采用Gold序列产生的0FDM符号的距离模糊图，
[0035] 图10 (c)为本发明采用Gold序列产生的0FDM符号的速度模糊图；
[0036]图11 (a)为通信调制信息均为全1向量的归一化模糊函数图，
[0037]图11 (b)为通信调制信息均为全1向量的距离模糊图，
[0038]图11 (c)为通信调制信息均为全1向量的速度模糊图。
【具体实施方式】
[0039] 参照图1，为本发明的一种雷达通信一体化信号的优化方法的实现流程图，该一种 雷达通信一体化信号的优化方法，包括以下步骤：
[0040] 步骤1:确定雷达通信一体化系统的工作模式，并采用雷达发射脉冲方式，得到雷 达发射一个脉冲包含的队个0FDM符号。