一种雷达通信一体化系统信号的设计与处理方法

介绍了一种基于线性调频技术(Linear Frequency Modulation,LFM)的雷达-通信一体化信号设计与处理方法,在信号设计中,信息序列编码调制线性调频载波形成一体化信号。针对此信号,推导合适的滤波器系数,设计一种滑动滤波器,实现能量叠加,获得雷达探测目标的位置信息,利用Matlab对提出的一体化信号的通信BER性能和雷达探测性能进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的一体化信号在实现雷达通信一体化上具有理论可行性。     

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。      

基于Chirp信号的雷达通信一体化研究

为了减少电子战平台的体积和电磁干扰,一种有效的途径就是实现雷达与通信一体化,因此,随着共事孔径和软件无线电的发展,雷达通信一体化技术已经引起了越来越多的关注.基于信号能量共享的原则,提出了一个基于线性调频信号的雷达通信一体化系统,其采用同调频率不同初始频率的Chirp信号,可在不影响雷达性能的前提下,实现二进制数据的传送,此特殊共用信号的设计使得通信信号隐藏在雷达信号之中,增强了系统的抗干扰能力和信号的低截获率.同时对该系统的初始频率分辨能力和解调性能进行了分析,通过系统仿真表明,此系统具有很好的低误码率和高稳健性特性.     

数字Costas环的设计与实现

针对扩频系统的载波同步,研究了数字Costas环的设计和实现方法。介绍了数字Costas环的结构、实现载波同步的基本方法。以二阶环为例,分析了数字锁相环的环路滤波器的参数设计方法,为数字Costas环的设计提供了参考。提出了在高速信号处理板(以FPGA和DSP为基础)中数字Costas环的实现方案,经工程验证,能够实现载波同步,解调出所需信号。     

Costas阵列编码与线性调频SFR信号分析

线性调频-Costas频率步进雷达信号是一种很有研究价值的雷达信号。针对线性调频-Costas频率步进雷达信号的需要研究总结了一套生成N阶Costas序列的方法，同时结合实际需要生成了多组64阶Costas序列。这些Costas阵列是具有良好相关特性的最佳离散信号，将Costas阵列编码与线性调频频率步进雷达信号结合起来构成了线性调频-Costas频率步进雷达信号。通过对该信号的模糊特性的理论和仿真结果的分析表明，这种信号不仅能够较大地抑制信号的模糊旁瓣的幅度。而且能解决距离-速度的多普勒耦合问题。     

一种成像雷达的通信一体化信号设计与分析

雷达与通信系统一体化可以最大限度地利用雷达设备, 使雷达的优良性能为通信服务.根据信号共享的原则, 在保持成像雷达和通信各自功能实现的前提下, 设计了一种基于随机频率步进调制的成像雷达通信一体化信号.该信号的设计方法是对发送的通信数据进行随机编码处理, 然后将其调制到雷达载波的频点上发送出去, 实现通信功能; 而引入压缩感知理论后, 采用这种信号仍能获得高分辨率的雷达图像, 在一定功能上实现了成像雷达和通信的一体化.     

一种基于OCDM 的新型雷达通信一体化系统

为提高频谱利用率并实现系统小型化、集成化,近年来雷达通信一体化系统成为重要研究方向。正 交线性调频波分复用(OCDM)信号是利用菲涅尔变换形成的一组正交线性啁啾(chirp)信号,基于OCDM 的雷达通 信一体化信号不仅具有正交频分复用(OFDM)信号的频谱利用率高、适合高速数据传输等优点,且具有更好的抗多 径干扰能力,被认为是较好的OFDM 一体化信号替代方案。文中提出了一种新型OCDM 雷达信号处理方法,有效去 除随机通信数据的同时,大幅降低计算复杂度。基于此方法,进一步构建了新型OCDM 雷达通信一体化系统,分析 比较了多径信道下,OCDM 系统与OFDM 系统的通信性能,并仿真比较了OFDM 系统、传统OCDM 系统以及新型OCDM 系统的雷达性能。结果表明,新型OCDM 一体化系统的通信性能优于OFDM 系统,在大幅度降低传统OCDM 系 统的雷达信号处理算法计算复杂度的同时,具有更好的雷达探测性能,整体方案具有良好的工程应用前景。     

压缩域直扩测控通信信号载波同步技术

为解决压缩感知理论在直扩测控通信应用过程中面临的压缩域信号载波同步问题,针对重构算法复杂度偏高、计算资源消耗过大与系统实时性要求之间的矛盾,提出了一种改进的压缩域Costas环技术,该环路不再需要进行信号重构,可以直接从压缩域信号中提取频率和相位信息。首先通过压缩域信号估计理论分析,给出了压缩域直扩测控通信信号处理框架,并提出了改进的压缩域Costas环路;然后对环路模型及其跟踪精度进行了理论分析;最后通过计算机仿真验证了该环路技术有效性。理论分析和仿真实验表明环路能够在压缩域中实现高动态信号的高精度载波跟踪和解调处理。压缩域Costas环技术可应用在基于压缩感知的宽带扩频测控通信系统、认知无线电等相关领域,具有一定工程应用价值。     

基于LFM-BPSK 信号的距离像成像方法

针对雷达通信一体化系统中雷达成像与通信共享信号的设计,分析了常见的一体化信号设计模式。首先,利用线性调频信号相位调制传递通信信息,设计了一种基于线性调频—二进制相移键控(LFM-BPSK)调制的雷达通信一体化信号,并给出了运动扩展目标的回波信号表达式;其次,通过计算单脉冲回波信号采样的逆离散傅里叶变换或离散傅里叶变换,提出了基于一体化信号合成高分辨距离像方法;然后,依据相位因子对傅里叶变换的影响,分析了多普勒效应对一体化信号合成距离像的影响;最后,对一体化信号的雷达成像性能进行了仿真计算。     

卫星通信系统中Chirp信号设计与捕获

基于Chirp信号(线性调频信号)参数特点,分析了通信系统有关频率指标对其参数设计的约束,给出一个试验系统中Chirp信号参数设计实例。针对移动信道环境中电平起伏范围大、变化快的特点,首次提出一种不需要门限电平的chirp信号捕获同步方法,同时结合实际系统应用条件,研究了该方法的捕获性能。新方法捕获性能优越,对载波频差和定时误差估计准确,实现简单、可靠。     

16QAM-LFM waveform design for integrated radar and communication

A kind of high-order integrated radar communication waveform pulse was proposed,which combined 16QAM and LFM together.The new waveform took LFM signal as the carrier of the 16QAM,so that high communication capacity was achieved and the radar performance was not impacted.The analysis and computer simulation for the 16QAM-LFM waveform show that the new waveform has the same bit error rate as the classic 16QAM signal and larger spectrum efficiency compared with the integrated waveforms such as BPSK-LFM and MSK-LFM.Furthermore,the computational complexity of 16QAM-LFM is less than the existing OFDM-LFM waveform.On the other hand,16QAM-LFM has higher distance resolution and speed resolution than the traditional LFM pulse signal since its ambiguity function looks like a thumb tack.And the detection probability of radar is similar as traditional LFM pulse signal for the slowly moving object.     

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。     

基于分数阶傅里叶变换的雷达通信一体化信号共享研究

为了减少电子战平台的体积和电磁干扰,一种有效的途径就是实现雷达与通信一体化。本文根据信号能量共享原则,提出了基于同调频率不同初始频率Chirp序列组的雷达通信一体化方案,可在不影响雷达性能的前提下,采用分数傅里叶变换实现单Chirp信号多比特的数据传输。同时根据通信链路的误码率和吞吐率研究了基于定向天线的一体化平台的通信性能。最后分析了初始频率分辨率和解调对系统性能的影响。通过系统仿真表明,此基于定向旋转天线的一体化平台具有较好的低误码率和高稳健性,能够满足大批量数据的传输要求。      

基于信号波形协同提高无线通信系统容量的研究

针对有限频谱资源与迅速增长业务需求的矛盾,提出了一种基于信号波形协同的无线通信技术。在传统正弦载波通信系统的基础上,在相同的频谱范围内利用正弦信号和线性调频信号在频域和分数域能量积聚特性的对偶关系在正弦载波通信信号上叠加线性调频信号波形来传输不同的用户信息,并在接收端分别通过频域和分数域滤波处理实现两类用户信号波形的分别提取,从而达到提高频谱效率和增加系统容量的目的。建立了系统模型,给出了理论分析,并进行了数值验证。研究结果表明,在传统正弦载波通信体制的基础上,通过信号波形协同和变换域滤波处理可以有效地提高频谱效率,理论上能够将系统容量提升近一倍。     

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LFM 信号相位/ 调频率调制的探通一体化共享信号设计

探通一体化是雷达对抗复杂电磁干扰的一种重要手段,其中基于线性调频(LFM)信号的共享信号设计是实现探通一体化的关键技术之一。文中提出了一种LFM 信号相位/ 调频斜率调制的探通一体化共享信号设计方法,通过设计附加相位或调频斜率以实现基准LFM 信号的调制,构建一个具有良好自相关和互相关性能的共享信号库。仿真给出了共享信号设计参数的选取依据,并分析了其探测及通信性能,证明了其在目标检测及通信应用中的优势。     

一种改进的高动态QPSK信号解调算法

正交相移键控(QPSK)调制解调方式广泛应用于深空通信、数字卫星通信等高速系统中,高动态QPSK信号具有较大的多普勒载波频偏,针对现有的解调算法对QPSK信号频偏估计范围小、精度较低等问题,提出了一种改进的高动态QPSK信号解调算法。该算法利用基于Zoom-FFT的Quinn频率估计算法对载波频偏进行估计,将频偏估计分为粗估计和精估计两个过程,对估计所得频偏进行补偿后利用Costas环完成载波同步。在MATLAB中对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够实现对高动态大频偏QPSK信号的有效捕获,与传统的解调方式相比,该算法对载波频偏的估计范围更大,且具有更高的频偏估计精度和更好的误码性能。     

基于FPGA的软件无线电同步系统设计与实现

设计并实现了一种基于FPGA的软件无线电同步系统,包括载波同步、位同步和帧同步。该同步系统可以通过设置相关参数,如Costas环中的NCO中心频率、相差计算控制参数、滤波器参数、位同步和帧同步的分频器系数即可实现较宽频率范围内的接收机同步。给出相应的仿真与实际测试,验证设计的正确性。