雷达通信一体化设计的信号与处理方法研究

随着电子技术、通信技术以及信息处理技术的高速发展,传统的利用单一功能电子对抗装备的作战平台不仅要面临日益增多的电磁环境和目标威胁,而且其生存能力和作战性能也日益受到严峻的挑战。为提高己方作战平台的生存率和综合作战能力,作战平台不得不配备越来越多的电子设备,如,雷达、电子战和通信等设备。但这些电子设备的增加不仅会带来能源的大量消耗和占据更多的空间问题,而且也会增加系统的成本和重量,削弱作战平台的机动能力,并且会带来电磁兼容等一系列问题,严重影响现代电磁环境下作战平台的综合对抗能力和作战效率。因此,探索和研究现代作战平台上众多电子装备的综合一体化技术问题,不仅有助于把不同类型、不同用途的电子设备进行有机结合,便于实时协调和控制作战平台上电子设备的工作、合理地分配系统资源,而且也有助于实现装备的通用性、小型化和多功能化。这对于拓展我军平台装备的应用领域、提高现代平台和电子装备的整体作战效能、可靠性、可维护性,都将具有十分重要的现实意义。 本文主要目的是探索和研究在保持或很少影响雷达系统性能的前提下,利用软件无线电技术将通信功能加载到雷达系统中,实现雷达与通信系统的一体化设计,并通过建模和仿真,说明雷达与通信设备进行综合一体化设计的可行性,以便为我军雷达系统应用领域的拓展和雷达探测与跟踪信息的实时通信传输等研究提供理论分析和技术储备。本课题研究的主要内容有以下几方面: (1)分析了国内外目前有关雷达与通信一体化系统的研究现状,阐述了开展雷达与通信进行综合一体化设计的可行性,并给出累雷达与通信一体化系统设计的构想方案。 (2)分析了典型雷达信号的模糊函数以及典型通信信号的调制方式,提出了雷达通信一体化信号的实现方法,并进行了计算机仿真,并分析了一体化信号的模糊函数,说明其可以实现一体化功能。 (3)研究了雷达通信一体化信号的分离技术,探索了基于偏时域相干分析的同态滤波和基于盲源分离的同态滤波两种乘性信号分离方法,并进行了仿真试验。试验表明:基于盲源分离算法的同态滤波方法效果更为理想,可使用更为一般的条件,而偏时域方法则需要两信号相互正交,条件难以实现。 (4)分析了信号经过分离后的探测性能和通信性能,进一步从雷达与通信的性能角度,分析二者的相互影响。进一步证明了雷达通信一体化设计是可行,有效的。