雷达通信一体化的六种主要技术体制

雷达通信等信息系统在信号产生、传输与处理等方面呈现同构化特性,其一体化已成为发展趋势。文中梳理了大量雷达通信一体化领域的国内外文献,分析了雷达通信一体化的必要性与可行性,总结归纳了实现雷达通信一体化的六种主要的技术体制。提出了新一代集分布式、网络化、一体化三大特性于一体的网络雷达对抗系统的雷达通信一体化的性能要求,陈述了对新一代电子信息系统的雷达通信一体化研究的迫切性。     

雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真

阐述了雷达与通信信号情报侦察一体化系统的组成及结构,建立了一体化电子侦察半实物仿真系统。系统仿真试验验证了雷达与通信信号一体化电子侦察系统的信息流程,以及系统具有的资源共享、动态重构、多手段侦察信息综合应用等功能。     

《信号处理》“雷达通信一体化技术”专题(正刊)征稿通知

随着科学技术的高速发展和应用需求的不断拓展,雷达传感和无线通信系统在收发通道、信号与数据处理、管理与控制等方面的差异正逐步缩小,为未来电子信息系统的发展提供了新的机遇和挑战。一方面,不断重合的工作频段、指数增加的设备数量以及日益增长的带宽需求,导致了电磁频谱过度拥挤、资源利用率低和管理控制复杂等难题;另一方面,雷达与通信的同质化发展趋势、电磁波承载信息的物理本质使的两者的一体化成为可能,雷达通信一体化不仅能够简化系统结构、降低研制成本、缓解电磁干扰,还可以实现信息融合。     

FSK-FMCW雷达通信一体化信号设计与处理方法研究

在未来的智能交通系统中,车载雷达通信一体化信号可使智能车辆同时完成雷达探测和通信信息传输功能,然而现有的基于调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）的车载雷达通信一体化信号的通信数据率较低,难以满足未来智能交通的需求。为了提高雷达通信一体化系统的通信数据率,本文提出了一种频移键控（Frequency-Shift Keying,FSK）FMCW雷达通信一体化信号设计方法,该方法通过在每个线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）信号上调制多个通信符号,以提高一体化信号的通信数据率。此外,在雷达接收端,将差拍处理和二维快速傅里叶变换（Fast Fourier Transformation,FFT）相结合,对接收到的目标回波进行处理,以获取目标的距离与速度估计。在通信接收端,通过差拍和一维FFT处理,对接收到的FSK-FMCW雷达通信一体化信号进行通信信息解调。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于失配处理的OFDM雷达通信一体化共享信号旁瓣抑制技术

现代电子信息系统的应用领域在不断拓展,导致雷达和通信的带宽需求日益增长、工作频段不断重合,引发了电磁频谱竞争激烈、电磁干扰严重和电磁资源利用率低下等诸多问题。鉴于此,国内外专家学者提出了雷达通信一体化共享信号的解决思路。其中,OFDM信号被视为最有潜力的一体化共享信号。然而,受通信信息的高随机性和OFDM帧结构的周期性影响,该信号的雷达点扩展函数旁瓣较高,且存在大量伪峰。为此,本文围绕OFDM雷达通信一体化共享信号,从模糊函数的角度剖析了该信号的本质缺陷,并提出了一种利用失配滤波将旁瓣和伪峰外推至雷达观测窗口外的处理算法。通过理论分析和仿真可知,该算法可使OFDM一体化共享信号兼备高速通信和高性能雷达探测性能。      

舰载相控阵雷达与超视距通信一体化技术研究

针对现代作战平台实现小型化和多功能化的需求,提出了在舰载相控阵雷达中增加超视距功能,是未来作战平台电子综合一体化系统的主要发展方向。从雷达系统和通信系统二者的工作频率、发射功率、信号波形和信号带宽等方面,介绍了舰载相控阵雷达与超视距通信的共用基础、共享的可行性及共享的方式,给出了舰载相控阵雷达与超视距通信一体化装备的解决方案,并根据某种雷达装备的主要技术参数对超视距通信能力进行了示例分析,为雷达与超视距通信一体化设计提供了一种可行的技术思路。     

雷达/通信信号侦察一体化技术

为对抗日益复杂的电磁环境,适应一体化综合电子战发展的需要,对单平台雷达/通信侦察一体化技术进行了研究。从电磁频段、功能、功率、信号波形及调制方式等不同角度,详细地分析了雷达与通信信号的特点;对实现雷达/通信侦察一体化的一体化微波前端技术、一体化数字接收机技术、一体化数字信号处理技术、模块化技术等关键技术进行了研究,尤其是对一体化信号分选、识别技术进行了深入的分析研究。     

参数调制多载波雷达通信共享信号设计

雷达通信一体化是减少电子平台体积与电磁干扰的一种有效途径,而共享信号的研究是实现雷达通信一体化的关键技术。该文提出了一种基于Chirp信号的多载波雷达通信共享信号,其主载波采用唯一Chirp信号实现雷达功能,副载波通过改变调频率和初始频率参数组合的Chirp信号调制通信信息。分析了共享信号的模糊函数以及参数设计方法,并对其处理过程及系统性能进行了研究。仿真结果表明,该信号具有较低误码率和高稳健性特性,使用该共享信号可在微量降低雷达性能的前提下实现通信数据的传输。      

面向雷达通信频谱共享的一体化信号研究综述

随着全球信息化建设的深入推进,频谱资源稀缺问题日益凸显。军民之间、业务之间、国家之间等多方争夺无线频谱资源的态势已基本形成。其中,雷达与无线通信之间的频谱竞争最为激烈。在此背景下,面向雷达与通信共享频谱的一体化信号引起了学术界和工业界的广泛关注。本文剖析了雷达通信一体化信号研究历程及其走向多维调制的发展趋势,从理论上指明了传统一体化信号的局限性以及一体化多维信号的本质优势,从技术上拓展、挖掘和利用了新自由度,并设计了物理可实现的一体化多维信号方案,从仿真和试验上完成了典型场景的一体化多维信号性能测试。本文尝试为未来雷达通信一体化信号研究指明方向,更期望为我国今后应对频谱资源高度紧缺、频谱竞争异常激烈、用频需求飞速增长和频谱利用率低下等矛盾提供理论和技术积累。      

一种雷达通信一体化方法

提出了一种基于步进变频信号的雷达通信一体化系统,设计了一种融合雷达信号和通信信息的一体化信号,并对不同雷达之间的同步和数据处理流程进行了分析。仿真结果表明,这种一体化共享信号的调制解调方法是可行的,可在对雷达性能影响较小的前提下实现二进制数据的准确传送,具有较低的误码率。不同雷达可以在实现粗略同步的情况下进行通信和测距。     

基于OFDM的太赫兹通感一体化波形设计与性能分析

针对当前正交频分复用(OFDM)通信系统,开展了基于二维快速傅里叶变换(2D-FFT)的一体化波形研究。探究了太赫兹OFDM波形感知特性,通过理论和仿真计算相结合,分析不同频率和带宽下波形参数设计的影响,以指导太赫兹OFDM通信感知一体化(ISAC)系统设计。理论和仿真计算分析表明,太赫兹OFDM通信感知一体化系统具有多目标感知能力,太赫兹大带宽特性使其感知距离分辨力高达厘米级,速度分辨力可达分米每秒级,且低感知信噪比情况下仍能解析出目标的位置与速度信息,证明了OFDM通信感知一体化波形能够支撑太赫兹窄波束移动通信。     

雷达通信一体化:共用波形设计和性能边界

很多军事和民用平台都同时具备雷达与通信功能.传统的分立式设计增加了系统的体积、功耗和成本,并降低了系统的电磁兼容性能.雷达通信一体化设计能够让雷达和通信共享硬件平台,从而克服上述缺点,受到了学术界和工业界的广泛关注.总体来看,雷达通信一体化可以通过资源分配和共用波形来实现.共用波形的方式具有更高的频谱效率和功率效率,并...     

雷达通信频谱共享及一体化:综述与展望

随着无线通信技术的发展,全球通信产业对于无线频谱的需求日益增加.在此背景下,雷达与通信的频谱共享(RCSS)引起了工业界和学术界的极大关注.其内涵不仅包括促成雷达与通信设备的同频共存、互不干扰,从而高效利用频谱,还包括设计一种兼容二者的新型一体化系统,使得该系统能同时完成信息传输与目标探测两种功能.该文围绕雷达与通信频...     

A survey of spectrum sensing algorithms for cognitive radio applications

The spectrum sensing problem has gained new aspects with cognitive radio and opportunistic spectrum access concepts. It is one of the most challenging issues in cognitive radio systems. In this paper, a survey of spectrum sensing methodologies for cognitive radio is presented. Various aspects of spectrum sensing problem are studied from a cognitive radio perspective and multi-dimensional spectrum sensing concept is introduced. Challenges associated with spectrum sensing are given and enabling spectrum sensing methods are reviewed. The paper explains the cooperative sensing concept and its various forms. External sensing algorithms and other alternative sensing methods are discussed. Furthermore, statistical modeling of network traffic and utilization of these models for prediction of primary user behavior is studied. Finally, sensing features of some current wireless standards are given.     

数字编码超表面:迈向电磁功能的可编程与智能调控

数字编码超表面是超材料与超表面领域的重要研究分支。通过数字编码方法替代等效媒质理论来表征超表面，不仅有效简化了超表面设计，而且建立了数字信息与超材料物理的联系。该文系统梳理数字编码超表面的发展历程，重点介绍其在可编程与智能电磁调控领域的最新研究进展。首先，详细介绍数字编码超表面的基本概念以及基于数字编码超表面的信息论研究；然后，具体介绍可编程超表面的工作原理和实现方式以及可编程超表面的不同研究方向，包括辐射式可编程超表面、多维度可编程超表面、时域数字编码超表面与新体制通信系统；接着，介绍智能超表面的最新研究进展，展示其环境感知与自适应电磁调控能力；最后，对超表面的未来发展进行讨论与展望。      

太赫兹射频器件与集成技术研究

无线通信、探测感知、安全检测、人工智能等民用和国防电子信息技术的不断快速发展与演进,对太赫兹(0.1～1 THz)技术提出了越来越迫切的应用需求。太赫兹波段具有丰富的频谱带宽资源,其宽带特性可以支撑未来6G高速率通信、新一代高分辨雷达系统性能的实现。同时,太赫兹通信和探测必须克服高频率、短波长所带来的高传播路径衰减、激增的无源器件与互连损耗以及有源器件功率生成和效率难题。本文将回顾太赫兹射频器件与集成技术的发展现状,阐述上海交通大学团队通过新型无源、有源器件与天线及其先进封装等技术方法,整体提升太赫兹前端系统性能的相关研究进展。     

Wireless distributed computing for cyclostationary feature detection

Recently, wireless distributed computing (WDC) concept has emerged promising manifolds improvements to current wireless technologies. Despite the various expected benefits of this concept, significant drawbacks were addressed in the open literature. One of WDC key challenges is the impact of wireless channel quality on the load of distributed computations. Therefore, this research investigates the wireless channel impact on WDC performance when the latter is applied to spectrum sensing in cognitive radio (CR) technology. However, a trade-off is found between accuracy and computational complexity in spectrum sensing approaches. Increasing these approaches accuracy is accompanied by an increase in computational complexity. This results in greater power consumption and processing time. A novel WDC scheme for cyclostationary feature detection spectrum sensing approach is proposed in this paper and thoroughly investigated. The benefits of the proposed scheme are firstly presented. Then, the impact of the wireless channel of the proposed scheme is addressed considering two scenarios. In the first scenario, workload matrices are distributed over the wireless channel. Then, a fusion center combines these matrices in order to make a decision. Meanwhile, in the second scenario, local decisions are made by CRs, then, only a binary flag is sent to the fusion center.     

基于信道状态信息的室内感知技术

广泛存在的 Wi-Fi 网络带来了移动互联网商业服务的巨大发展,也成为现代社会的基础设施之一。从当前 Wi-Fi 网络的核心技术出发,透过无线信道状态分析的角度,阐述了无线感知技术的基本原理和实现方法,论述了近年来无线感知领域的技术创新,特别是基于信道状态信息的室内人体姿态和环境感知技术进展,最后分析了未来的发展趋势,为之后相关的研究提供了参考。