雷达通信一体化综述

硕士论文：基于chirp扩频技术的雷达通信一体化研究

研究现状

关于雷达和通信一体化，美国海军早在1999 年就开始了有关该方面的基础研究。目前，在雷达高速数据链方面，美国在技术和工程应用方面的工作已经取得了初步的成果，2007 年开始，由美国航空与国防工业厂商诺斯罗普·格鲁曼公司、洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司以及L-3 通信公司组成的团队已经完成了把有机载源相控阵雷达作为宽带通信系统使用的演示验证工作。由上述三方组成的小组利用有源相控阵雷达与地面的一部通用数据链(CDL：Common Data Link)调制仿真器之间发射和接收高数据率的通信数据，验证了系统进行空对空和空对地的视线范围内的通信能力[41]

实验证明，合成孔径雷达图像和视频数据流通过AESA 雷达能够以高达274Mbps 的数据率传送到L-3 通信公司的地面站，它极大地弥补了当前通信链能力的缺陷，为未来第4 代战斗机执行任务的性能的提升提供了巨大的潜力，实现远距离、大容量、高速度的双向数据通信，而且不影响雷达的正常工作。

同一时期，雷声(Raytheon)公司与L-3 通信公司以及波音(Boeing)公司也组成了专门的雷达通用数据链研究团队，并且在2007 年开始为美国空军有源电子扫描阵列雷达系统设计并研发新一代宽带通用数据链路，通过他们的合作使得现代的飞机有源相控阵(AESA)雷达可以获得高速、高数据率的通信能力，并准备投入生产和使用。用于进行试飞的配装在飞机上和地面的硬件和软件都已完成了演示。用于通信的软件命名为“战机实时通信使者”(Warfighter InstantMessenger)，它非常容易加载在雷声公司为空军F-15C 和海军的F/A-18E/F 研制的战斗机有源相控阵(AESA)雷达，以及E/A-18G 电子战攻击机的AESA 雷达上。简单地说，仅仅需要L-3 公司提供一个能够产生新的波形的调制解调器(Modem)以及由雷声公司为雷达开发的一套“战机实时通信使者”通信软件。这样的改进就可以使飞机平台之间以及飞机平台和地面指挥员之间的通信产生革命性的变化。

雷达与通信的差异

工作波段：

对于通信信号的工作频段，规定一般占据电磁谱的高频、甚高频和特高频等

频段。其中，甚高频(30~88MHz 和116~150MHz)及特高频(225~400MHz)主要用

于视距通信；高频(2~30MHz)频段主要用于远距离超视距通信和近距离通信；特

高频、X 频段和K 频段用于卫星通信；甚低频段(3~30kHz)和极低频段(30~300Hz)

用于作为潜艇通信的紧急通信链路以及用于地波紧急通信系统的低频波段

(160~190kHz)。通常通信侦察系统要求频率覆盖范围是2~1000MHz。

雷达信号的工作频段，通常占用的频谱较宽。0.5~18GHz 的频域范围是大多

常规雷达的工作频率，较低的雷达波段(VHF、UHF、L 频段)一般用于远程监控

雷达，S、C、X 频段主要用于中程雷达，短频段主要用于超视距雷达。而目前逐

步投入实战应用的毫米火控雷达，其工作频率从35.94GHz 一直扩展到140GHz

以上。

信号波形

通信信号通常采用连续波形，极个别采用连续间断连续波形，如突发通信的信号；雷达信号有两种基本的射频波形即连续波和脉冲调制波，大部分雷达采用脉冲调制波波形，该脉冲的持续时间在几十纳秒到几百微秒，脉冲重复频率在几百赫兹到1 兆赫兹之间变化，只有少部分雷达采用连续波调制。

信号功率

雷达辐射功率的变化范围是很大的，从几瓦到几兆瓦，而通信信号的功率一

般比较小，从mW 级到W 级，一般不会大于百瓦级

调制方式

对于雷达信号而言，调制主要是为了提高目标参数测量的精度和提高雷达的

抗干扰能力，调制方式主要有脉冲串调制、线性或非线性调频、伪随机码调制、

巴克码或多相编码调制。而通信信号的调制主要是为了利用有限资源或在有限带

宽内传输更多的信息，使其具有更好的抗干扰性能，调制方式主要分为模拟调制

和数字调制两大类，模拟调制主要有AM、FM、PM 等，数字调制方式主要ASK、FSK、PSK 等。

可以将雷达通信分成七种可能的结合方式

基于chirp扩频技术的一体化信号产生

雷达通信一体化波形的机载应用研究该文章主要提出了MSK-LFM调频

基于OFDM 随机步进频的雷达通信一体化信号模型*

相邻载频间频差为f ?，子脉冲的带宽为0B N f =?

知网文章问题：

提一种正交信号集合，然后计算各模糊函数，计算雷达探测性能，计算通信性能

24-GHz Integrated Radio and Radar System Capable of Time-Agile Wireless Communication and Sensing

Software-Defined

System Integrated communications based on active phased array radar

On Integrated Radar and Communication Systems Using Oppermann Sequences

INTEGRATED RADAR AND COMMUNICATION BASED ON DS-UWB

Implementation on the Integrated Waveform of Radar and Communication

Method of Waveform design for radar and communication integrated system based on CSS

Integrated Radar and Communications based on Chirped Spread-Spectrum Techniques

Integrated Balanced Sampling Circuit for Ultra-Wideband Communications and Radar Systems

Radar-Communication Integration Based on OFDM Signal

Novel System Architecture and Waveform Design for Cognitive Radar Radio Networks

Waveform Design and Signal Processing Aspects for Fusion of Wireless Communications and Radar Sensing

Radar and Radio Data Fusion Platform for Future Intelligent Transportation System

Emerging Advances in Transceiver Technology Fusion of Wireless Communication and Radar Sensing Systems

这个家伙的课题组写了很多雷达通信一体化的文章

和老师讨论的思路

雷达通信一体化的广播模式当中，如果采用最简单的上下chirp调频信号，为了要让各个地方的用户接受到同样的信息，

那么这个问题就变成了一个编码问题。

老师提示了喷泉码这个概念。

喷泉码

科普

基于压缩感知的雷达通信一体化技术研究

基于压缩感知的雷达通信一体化技术研究 无线电的发明开辟了人类历史的新纪元。在各式各样的通信中，最普遍和显著的应用当数无线通信和雷达感知。如果能够成功地将无线通信和雷达感知融合，将会带来诸多有利：系统结构的一致和简化、两者功能的融合，以及特别是效率的增强和花费的减少。 随着通信和雷达技术的飞跃发展，两者在硬件射频前端组件架构变得越来越相似，同时雷达信号和通信信号的频率也变得越来越接近。这为两个系统的融合提供了有力保障。雷达与通信系统的融合主要分为两个层次：硬件层次的融合和信号层次的融合。前者主要体现在雷达子系统和通信子系统共用系统中的射频前端；后者主要体现在雷达和通信系统信号层次的融合，也即利用一个平台和一种信号实现雷达通信功能。很明显后者系统融合程度更高。 在硬件层次上的雷达通信系统融合，最早可以追溯到1978 年：lowell c.parode 等人为NASA的航天飞机设计了Ku 波段子系统。该系统工作在雷达模式下时，利用脉冲多普勒信号对空间飞行器进行搜索、捕获和跟踪；而当该系统工作在通信模式下时，利用扩频信号能够与与地面站进行速率为216kbps 的双向数据通信。 一个融合雷达和无线通信的系统，可以为未来的智能交通网络构造一个独特的平台。在频谱效率和成本效益方面，此平台将影响到环境感测的基本任务和ad-hoc 通信链接的分配。两种功能使用同一个波形将更有效的利用所占用的频谱，而且这两个应用的同时运行将保证他们的持久可用性，并能在一定程度上克服有限的频谱资源。能在一个唯一的硬件平台上用一种波形提供雷达和通信功能。 文献【1】总结了最近提出的几种雷达通信一体化的典型方式并进行了对比分析，说明OFDM雷达信号没有距离--- 多普勒耦合问题的。文献【15】通过对比分析单载波和多载波（OFDM）雷达通信融合信号，指出OFDM信号是雷达通信融合系统的优良信号。 在过去的几年中，多种信号信号处理的技术被提出和实施。文献【2，3- 8 】实

基于MCPC信号的雷达通信一体化波形设计

摘要 随着信息技术的飞速发展，在现在战争的复杂的环境中，将通信设备和雷达设备集成在一起有着节约空间，设备开发维护费用大大降低，减少设备间的电子干扰等许多优点。随着通信技术和雷达技术的快速发展，通信和雷达所使用的频段也有着重合，并且二者设备相似度很高，使实现雷达通信一体化成为可能。 采用波形复用设计的信号一体化程度非常的高，已经成为一体化研究方向的热点之一。而MCPC(Multi-carrier Complementary Phase-coded)信号由于设计灵活，在通信和雷达领域都已经有着很广泛地应用，作为一体化信号有着很大的潜力。本文对于针对MCPC雷达通信一体化信号的研究进行了如下工作：首先，阐述了雷达通信一体化的框架，对可以进行一体化的模块做了介绍。给出了MCPC信号的基本信号结构。对通信雷达中都十分重要的峰均比问题进行了分析。并介绍雷达通信一体化信号的参数指标。 接下来讨论采用格雷互补码，分段互补Frank码，Costas编码调制作信号为一体化信号的可行性和研究它们如何加载通信信息，通过分析这几种编码的通信速率和误码率来评价其通信性能和通过模糊函数评价其雷达性能。 最后，分析了基于MCPC的一体化信号测速测距方法，首先给出了一体化信号接收的回波模型，从理论上给出了接收信号的函数形式，研究了经典的脉冲压缩方法，并采用二次脉冲压缩来优化性能。分析超分辨算法中的MUSIC算法和ESPRIT算法进行测速测距的分辨率，最后提出采用LS信道估计方法进行测速测距，提高测速测距的效率，并且可以具有较强的抗干扰特性和高的测速测距精度，然后通过对上一章节三种编码方式的一体化信号进行仿真对比，得到其测速测距性能优缺点分析。 关键词：雷达通信一体化；MCPC；信号设计；测速测距 -I-

雷达-电子战-通信一体化概论

雷达-电子战-通信一体化概论》 开放分类：书籍通信 编辑词条分享 ?新知社新浪微博人人网腾讯微博移动说客网易微博开心001天涯MSN 《雷达-电子战-通信一体化概论》是近代多传感器系统变革的新技术和新体制的集中体现，代表未来作战平台多传感器系统发展的必然趋势，是集中了现代材料学、光子学、微电子学、光电子技术、微机械技术，尤其是计算机硬件和软件以及软件无线电技术等各学科成就的高科技系统。 编辑摘要 目录 ? 1 内容简介 ? 2 图书目录 《雷达-电子战-通信一体化概论》- 内容简介 图书封面 《雷达-电子战-通信一体化概论》是近代多传感器系统变革的新技术和新体制的集中体现，代表未来作战平台多传感器系统发展的必然趋势，是集中了现代材料学、光子学、微电子学、光电子技术、微机械技术，尤其是计算机硬件和软件以及软件无线电技术等各学科成就的高

科技系统。 《雷达-电子战-通信一体化概论》共分7章，内容包括：绪论，一体化航空电子系统，航空电子系统的综合传感器系统（ISS），舰用先进多功能射频概念（AMRFC），航空（或舰用）电子系统的综合射频孔径，航空（或舰用）电子系统的统一光电网络和航空（或舰用）电子软件架构设计技术。 《雷达-电子战-通信一体化概论》题材新颖，论述简明，由部件到整机紧密联系目前国内外多传感器综合的新概念和新技术，可供从事雷达、电子战和通信工程的广大科技人员阅读参考。[1] 第1章绪论 1.1 概述 1.2 雷达一通信一体化概念 1.2.1 雷达信号与通信信号的特点 1.2.2 雷达增加通信功能的可行性 1.3 雷达一电子战一体化概念 1.4 雷达一电子战一通信一体化概念 1.5 航空电子系统一体化的若干重要技术简介 1.5.1 航空电子系统综合设计技术 1.5.2 综合处理系统技术 1.5.3 共享孔径技术和有源相控阵技术 1.5.4 综合传感器技术和共用模块设计技术 1.5.5 总线技术和统一网络技术 1.5.6 综合显控记录技术 1.5.7 软件技术和软件无线电技术 1.5.8 数据融合技术 1.6 航空电子系统一体化的技术特征 1.6.1 采用多功能共用模块 1.6.2 资源冗余 1.6.3 动态重构 1.6.4 高利用率和可维修性？ 1.6.5 硬件和软件均采用开放式结构 1.7 一体化电子系统中综合化和模块化之间的关系 1.7.1 综合化和模块化之间的关系 1.7.2 只有模块化，没有综合化技术，就无法实现系统一体化 第2章一体化航空电子系统 2.1 概述

雷达通信一体化综述

硕士论文：基于chirp扩频技术的雷达通信一体化研究 研究现状 关于雷达和通信一体化，美国海军早在1999 年就开始了有关该方面的基础研究。目前，在雷达高速数据链方面，美国在技术和工程应用方面的工作已经取得了初步的成果，2007 年开始，由美国航空与国防工业厂商诺斯罗普·格鲁曼公司、洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司以及L-3 通信公司组成的团队已经完成了把有机载源相控阵雷达作为宽带通信系统使用的演示验证工作。由上述三方组成的小组利用有源相控阵雷达与地面的一部通用数据链(CDL：Common Data Link)调制仿真器之间发射和接收高数据率的通信数据，验证了系统进行空对空和空对地的视线范围内的通信能力[41] 实验证明，合成孔径雷达图像和视频数据流通过AESA 雷达能够以高达274Mbps 的数据率传送到L-3 通信公司的地面站，它极大地弥补了当前通信链能力的缺陷，为未来第4 代战斗机执行任务的性能的提升提供了巨大的潜力，实现远距离、大容量、高速度的双向数据通信，而且不影响雷达的正常工作。 同一时期，雷声(Raytheon)公司与L-3 通信公司以及波音(Boeing)公司也组成了专门的雷达通用数据链研究团队，并且在2007 年开始为美国空军有源电子扫描阵列雷达系统设计并研发新一代宽带通用数据链路，通过他们的合作使得现代的飞机有源相控阵(AESA)雷达可以获得高速、高数据率的通信能力，并准备投入生产和使用。用于进行试飞的配装在飞机上和地面的硬件和软件都已完成了演示。用于通信的软件命名为“战机实时通信使者”(Warfighter InstantMessenger)，它非常容易加载在雷声公司为空军F-15C 和海军的F/A-18E/F 研制的战斗机有源相控阵(AESA)雷达，以及E/A-18G 电子战攻击机的AESA 雷达上。简单地说，仅仅需要L-3 公司提供一个能够产生新的波形的调制解调器(Modem)以及由雷声公司为雷达开发的一套“战机实时通信使者”通信软件。这样的改进就可以使飞机平台之间以及飞机平台和地面指挥员之间的通信产生革命性的变化。 雷达与通信的差异 工作波段： 对于通信信号的工作频段，规定一般占据电磁谱的高频、甚高频和特高频等 频段。其中，甚高频(30~88MHz 和116~150MHz)及特高频(225~400MHz)主要用 于视距通信；高频(2~30MHz)频段主要用于远距离超视距通信和近距离通信；特 高频、X 频段和K 频段用于卫星通信；甚低频段(3~30kHz)和极低频段(30~300Hz) 用于作为潜艇通信的紧急通信链路以及用于地波紧急通信系统的低频波段 (160~190kHz)。通常通信侦察系统要求频率覆盖范围是2~1000MHz。 雷达信号的工作频段，通常占用的频谱较宽。0.5~18GHz 的频域范围是大多 常规雷达的工作频率，较低的雷达波段(VHF、UHF、L 频段)一般用于远程监控 雷达，S、C、X 频段主要用于中程雷达，短频段主要用于超视距雷达。而目前逐 步投入实战应用的毫米火控雷达，其工作频率从35.94GHz 一直扩展到140GHz 以上。

基于压缩感知的雷达通信一体化技术研究

基于压缩感知的雷达通信一体化技术研究无线电的发明开辟了人类历史的新纪元。在各式各样的通信中，最普遍和显著的应用当数无线通信和雷达感知。如果能够成功地将无线通信和雷达感知融合，将会带来诸多有利：系统结构的一致和简化、两者功能的融合，以及特别是效率的增强和花费的减少。 随着通信和雷达技术的飞跃发展，两者在硬件射频前端组件架构变得越来越相似，同时雷达信号和通信信号的频率也变得越来越接近。这为两个系统的融合提供了有力保障。雷达与通信系统的融合主要分为两个层次：硬件层次的融合和信号层次的融合。前者主要体现在雷达子系统和通信子系统共用系统中的射频前端；后者主要体现在雷达和通信系统信号层次的融合，也即利用一个平台和一种信号实现雷达通信功能。很明显后者系统融合程度更高。 在硬件层次上的雷达通信系统融合，最早可以追溯到1978年：lowell c.parode 等人为NASA的航天飞机设计了Ku波段子系统。该系统工作在雷达模式下时，利用脉冲多普勒信号对空间飞行器进行搜索、捕获和跟踪；而当该系统工作在通信模式下时，利用扩频信号能够与与地面站进行速率为216kbps的双向数据通信。 一个融合雷达和无线通信的系统，可以为未来的智能交通网络构造一个独特的平台。在频谱效率和成本效益方面，此平台将影响到环境感测的基本任务和ad-hoc通信链接的分配。两种功能使用同一个波形将更有效的利用所占用的频谱，而且这两个应用的同时运行将保证他们的持久可用性，并能在一定程度上克服有限的频谱资源。能在一个唯一的硬件平台上用一种波形提供雷达和通信功能。 文献【1】总结了最近提出的几种雷达通信一体化的典型方式并进行了对比分析，说明OFDM雷达信号没有距离---多普勒耦合问题的。文献【15】通过对比分析单载波和多载波（OFDM）雷达通信融合信号，指出OFDM信号是雷达通信融合系统的优良信号。 在过去的几年中，多种信号信号处理的技术被提出和实施。文献【2，3-8】实现了匹配滤波测距以及进行多普勒的估计。然而，基于相关处理的方法依然会遇到诸如低的动态范围（或峰均比）和模糊等问题。为了增大动态范围并且保持发送的通信数据，有学者提出了一种调制符号域的OFDM处理算法【9-12】，并且在实验系统进行了验证【13，14】。尽管增大了动态范围并且保持了发送的通信数据，但是这种基于OFDM融合波形的范围和多普勒估计的算法还是比单载波的扩频方法有更远的动态范围，特别是在较高的

【CN109861768A】一种基于互信息的雷达通信一体化系统性能分析方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910206758.3 (22)申请日 2019.03.19 (71)申请人 电子科技大学 地址 611731 四川省成都市高新区（西区） 西源大道2006号 (72)发明人 张天贤　邓艳红　田团伟　韩毅　 孔令讲　崔国龙　 (74)专利代理机构 成都虹盛汇泉专利代理有限 公司 51268 代理人 王伟 (51)Int.Cl. H04B 17/29(2015.01) H04B 17/15(2015.01) H04B 17/391(2015.01) G01S 7/40(2006.01) (54)发明名称 一种基于互信息的雷达通信一体化系统性 能分析方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于互信息的雷达通信 一体化系统性能分析方法，属于雷达技术领域。 本发明首先对接收信号进行建模，再根据接收到 的雷达信号与通信信号的重叠程度，将雷达信 号、通信信号频带共存的方式分为两类，即传统 独立共存方式和部分频带共存方式，然后制定系 统的性能表征指标，分别采用加性高斯白噪声下 目标与接收信号之间的互信息和通信率来对雷 达功能和通信功能的性能进行表征，并推导了互 信息和通信率的理论表达式，最后，通过互信息、 通信率推导了两种频带共存方式下系统性能，实 现了系统性能的分析估计，克服了在雷达和通信 共用一个发射机/接收机，且雷达、通信频带共存 的情况下，雷达通信一体化系统的性能难以估计 的问题。权利要求书4页 说明书11页 附图4页CN 109861768 A 2019.06.07 C N 109861768 A