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【摘要】早在第一次世界大战的时候,人们就已经开始了对电子战的运用,并意识到了电子战在战争中对胜负的影响,使得各个国家不断整合人力物力投入到雷达与通信一体化的研究方向。与此同时,我国在雷达与通信一体化的研究上也取得了很大的进展。本文旨在对雷达与通信信号的一体化测向技术进行研究,并对此提出自己的观点和看法。
【关键词】雷达;通信信号;一体化;测向技术
现代化战场环境瞬息万变,对电磁性能要求越来越高,雷达、通信、导航等设备的频谱覆盖率越来越广,并且在一定的区域内往往会密集大量的电子设备。因此,当前日益复杂的战场环境已经不能再使用简单、独立的电子设备进行作战。现代化战场要求电子设备要功能齐全,要具有很好综合化性能和一体化性能。所以,不断加大对雷达与通信信号一体化测向技术的研究就显得尤为重要[1]。实际上,雷达信号和通信信号存在很多不同的地方,这就对二者一体化的研究出了第一道难题。但同样二者也有相通之处,这就为二者实现一体化准备了前提条件。事实上雷达信号和通信信号有些大致相同理论基础、一致的系统组成以及近乎重叠的信号覆盖范围。本文将以软件无线为前提,对实现更好的雷达与通信信号一体化测向技术进行研究。
1.研究现状
1.1国外研究现状
发达国家对电子系统的一体化研究从上个世纪就已经开始了,起步较早,相对而言在雷达与通信信号一体化测向技术方面的研究也更加先进。
2003年,雷达和通信系统集成已经在LFM信号的基础上进行了研究,实验结果也表明雷达接收机和通信接收机的性能都得到了很大的提高[2]。2005年,Hu Fei对步进频率连续波形进行了研究,并提出了一种针对雷达与通信信号进行分割的技术,经实验结果表明雷达性能良好且通信误码率也有很大降低。2013年雷达与通信一体化波形进行了具体的实现。基于这一准则,还对一体化过程中的整体硬件、调制设计进行了研究,并提出了实现一体化系统的两种方法,最后的实验结果也证明了这种想法的可行性。2016年,对雷达与通信信号一体化波形生成系统进行了最优化的设计。过程中对频率不稳定问题进行了分析,然后基于FPGA和DSP技术对一体化做了最优设计,实验结果表明此方法对输出频率的稳定起到了很好的作用[3]。
1.2国内研究状况
直到本世纪初国内才对综合电子战真正意义上进行了研究。2002年,徐崔春老师提出了雷达与干扰机一体化信号共享的的设想。2006年,张勇老师对射频信号进行了分析,并设计了一种混沌一体化系统,实验结果也证实了系统在信号共享上的可行性。2013年,刘志鹏老师提出了雷达通信波形分离算法,首先对雷达信号和通信信号进行简单叠加,然后再利用盲信号处理技术进行信号分离,这种方法的可行性在实验中也得到了验证[4]。2014年,胡飞老师研究网络雷达通信的一体化,这种方法可有效的使雷达收集到通信信号,从而较少的受雷达性能影响。
2.雷达与通信信号的基本特点
2.1电磁频段
雷达信号与通信信号所占用的电磁频段是不一样的,在大多数情况下,通信信号的电磁频段要小于雷达信号的电磁频段。通信信号的占据频段可分为高频段、甚高频段和特高频段三个层次。但是在一般情况,通信侦察系统所覆盖的频谱范围大都在2-2000MHz之间。
与通信相比,雷达工作频谱范围要宽很多,大多在0.5GHz-18GHz之间。但是通过对二者频谱覆盖范围进行比较也可以看出二者虽有不同,但也有重叠。因此,通过研究可以实现对雷达信号和通信信号的兼顾,从而实现信号的一体化接收。
综上所述,目前雷达与通信信号一体化测向技术已经成为了各国研究的重要领域。事实上,雷达设备和通信设备在很多方面的应用上都处于单一状态,不但造成了电子设备资源的浪费,还对雷达与通信信号一体化测向技术的实现形成了很大的阻碍[5]。因此,加快促进雷达与通信信号一体化测向技术的实现,可以在有效节约电子资源的同时,实现对信息集合的统一处理。
2.2信号宽带
雷达信号和通信信号在宽带上也存在差异,相比较而言,雷达信号的宽带要宽一些,通信信号的宽带一般用kHz来表示,而雷达信号的宽带则需要用MHz来表示。但是在调频信号上,宽带则可以有几百MHZ到1GHz不等。
2.3信号波形
连续波和脉冲调制波是雷达信号的两种主要波形,其中以脉冲调制波最为常见。連续波是通信信号的主要波形,但也存在间断波形这种特殊的通信信号。
2.4调制方式
雷达信号与通信信号的调制方式有很多种,其目的是为了更准确的对目标进行定位,并提高抗干扰能力。
雷达信号与通信信号的基本特点对一体化测向技术的研究和实现可以提供很好的参考,根据一体化的关键技术对测向技术系统进行总体的流程设计,然后对雷达与通信信号一体化测向技术的主要模块和各个模块的功能进行分析与介绍,实现运行数据与运行时序的交互影响。
4.结束语
基于测向技术的雷达通信一体化的特殊之处在于将通信信号隐藏于雷达信号之中,实现了复杂多电子装备平台中雷达和通信信号能量和时间的完全一体化。因此,深入研究雷达与通信信号一体化测向技术可为我国实现雷达通信装备一体化奠定理论和技术基础,能在雷达通信信号一体化测向技术理论、波形设计和系统设计等方面取得原创性成果。
参考文献:
[1]刘玉涛,詹平,梁晨,吕玉静,李根.基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化收发方法[J].计算机测量与控制,2019,27(08):202-206.
[2]刘泽彬. 毫米波频段雷达系统与通信系统电磁兼容分析与一体化设计[D].北京邮电大学,2019.
[3]张春蕾. OFDM雷达通信一体化信号设计与峰均比降低技术研究[D].南京理工大学,2017.
[4]杨小琪. 基于OFDM通信信号的无源雷达目标检测方法研究[D].国防科学技术大学,2016.
[5]赵志龙,蒋德富,潘镇锋,张佳祺.一种新型雷达通信一体化信号调制解调方法[J].信息技术,2016(05):126-129.
【关键词】雷达;通信信号;一体化;测向技术
现代化战场环境瞬息万变,对电磁性能要求越来越高,雷达、通信、导航等设备的频谱覆盖率越来越广,并且在一定的区域内往往会密集大量的电子设备。因此,当前日益复杂的战场环境已经不能再使用简单、独立的电子设备进行作战。现代化战场要求电子设备要功能齐全,要具有很好综合化性能和一体化性能。所以,不断加大对雷达与通信信号一体化测向技术的研究就显得尤为重要[1]。实际上,雷达信号和通信信号存在很多不同的地方,这就对二者一体化的研究出了第一道难题。但同样二者也有相通之处,这就为二者实现一体化准备了前提条件。事实上雷达信号和通信信号有些大致相同理论基础、一致的系统组成以及近乎重叠的信号覆盖范围。本文将以软件无线为前提,对实现更好的雷达与通信信号一体化测向技术进行研究。
1.研究现状
1.1国外研究现状
发达国家对电子系统的一体化研究从上个世纪就已经开始了,起步较早,相对而言在雷达与通信信号一体化测向技术方面的研究也更加先进。
2003年,雷达和通信系统集成已经在LFM信号的基础上进行了研究,实验结果也表明雷达接收机和通信接收机的性能都得到了很大的提高[2]。2005年,Hu Fei对步进频率连续波形进行了研究,并提出了一种针对雷达与通信信号进行分割的技术,经实验结果表明雷达性能良好且通信误码率也有很大降低。2013年雷达与通信一体化波形进行了具体的实现。基于这一准则,还对一体化过程中的整体硬件、调制设计进行了研究,并提出了实现一体化系统的两种方法,最后的实验结果也证明了这种想法的可行性。2016年,对雷达与通信信号一体化波形生成系统进行了最优化的设计。过程中对频率不稳定问题进行了分析,然后基于FPGA和DSP技术对一体化做了最优设计,实验结果表明此方法对输出频率的稳定起到了很好的作用[3]。
1.2国内研究状况
直到本世纪初国内才对综合电子战真正意义上进行了研究。2002年,徐崔春老师提出了雷达与干扰机一体化信号共享的的设想。2006年,张勇老师对射频信号进行了分析,并设计了一种混沌一体化系统,实验结果也证实了系统在信号共享上的可行性。2013年,刘志鹏老师提出了雷达通信波形分离算法,首先对雷达信号和通信信号进行简单叠加,然后再利用盲信号处理技术进行信号分离,这种方法的可行性在实验中也得到了验证[4]。2014年,胡飞老师研究网络雷达通信的一体化,这种方法可有效的使雷达收集到通信信号,从而较少的受雷达性能影响。
2.雷达与通信信号的基本特点
2.1电磁频段
雷达信号与通信信号所占用的电磁频段是不一样的,在大多数情况下,通信信号的电磁频段要小于雷达信号的电磁频段。通信信号的占据频段可分为高频段、甚高频段和特高频段三个层次。但是在一般情况,通信侦察系统所覆盖的频谱范围大都在2-2000MHz之间。
与通信相比,雷达工作频谱范围要宽很多,大多在0.5GHz-18GHz之间。但是通过对二者频谱覆盖范围进行比较也可以看出二者虽有不同,但也有重叠。因此,通过研究可以实现对雷达信号和通信信号的兼顾,从而实现信号的一体化接收。
综上所述,目前雷达与通信信号一体化测向技术已经成为了各国研究的重要领域。事实上,雷达设备和通信设备在很多方面的应用上都处于单一状态,不但造成了电子设备资源的浪费,还对雷达与通信信号一体化测向技术的实现形成了很大的阻碍[5]。因此,加快促进雷达与通信信号一体化测向技术的实现,可以在有效节约电子资源的同时,实现对信息集合的统一处理。
2.2信号宽带
雷达信号和通信信号在宽带上也存在差异,相比较而言,雷达信号的宽带要宽一些,通信信号的宽带一般用kHz来表示,而雷达信号的宽带则需要用MHz来表示。但是在调频信号上,宽带则可以有几百MHZ到1GHz不等。
2.3信号波形
连续波和脉冲调制波是雷达信号的两种主要波形,其中以脉冲调制波最为常见。連续波是通信信号的主要波形,但也存在间断波形这种特殊的通信信号。
2.4调制方式
雷达信号与通信信号的调制方式有很多种,其目的是为了更准确的对目标进行定位,并提高抗干扰能力。
雷达信号与通信信号的基本特点对一体化测向技术的研究和实现可以提供很好的参考,根据一体化的关键技术对测向技术系统进行总体的流程设计,然后对雷达与通信信号一体化测向技术的主要模块和各个模块的功能进行分析与介绍,实现运行数据与运行时序的交互影响。
4.结束语
基于测向技术的雷达通信一体化的特殊之处在于将通信信号隐藏于雷达信号之中,实现了复杂多电子装备平台中雷达和通信信号能量和时间的完全一体化。因此,深入研究雷达与通信信号一体化测向技术可为我国实现雷达通信装备一体化奠定理论和技术基础,能在雷达通信信号一体化测向技术理论、波形设计和系统设计等方面取得原创性成果。
参考文献:
[1]刘玉涛,詹平,梁晨,吕玉静,李根.基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化收发方法[J].计算机测量与控制,2019,27(08):202-206.
[2]刘泽彬. 毫米波频段雷达系统与通信系统电磁兼容分析与一体化设计[D].北京邮电大学,2019.
[3]张春蕾. OFDM雷达通信一体化信号设计与峰均比降低技术研究[D].南京理工大学,2017.
[4]杨小琪. 基于OFDM通信信号的无源雷达目标检测方法研究[D].国防科学技术大学,2016.
[5]赵志龙,蒋德富,潘镇锋,张佳祺.一种新型雷达通信一体化信号调制解调方法[J].信息技术,2016(05):126-129.