雷達與通信信號一體化測向技術研究

張征 畢皓澤

【摘要】早在第一次世界大戰的時候，人們就已經開始了對電子戰的運用，并意識到了電子戰在戰爭中對勝負的影響，使得各個國家不斷整合人力物力投入到雷達與通信一體化的研究方向。與此同時，我國在雷達與通信一體化的研究上也取得了很大的進展。本文旨在對雷達與通信信號的一體化測向技術進行研究，并對此提出自己的觀點和看法。

【關鍵詞】雷達;通信信號;一體化;測向技術

現代化戰場環境瞬息萬變，對電磁性能要求越來越高，雷達、通信、導航等設備的頻譜覆蓋率越來越廣，并且在一定的區域內往往會密集大量的電子設備。因此，當前日益復雜的戰場環境已經不能再使用簡單、獨立的電子設備進行作戰。現代化戰場要求電子設備要功能齊全，要具有很好綜合化性能和一體化性能。所以，不斷加大對雷達與通信信號一體化測向技術的研究就顯得尤為重要[1]。實際上，雷達信號和通信信號存在很多不同的地方，這就對二者一體化的研究出了第一道難題。但同樣二者也有相通之處，這就為二者實現一體化準備了前提條件。事實上雷達信號和通信信號有些大致相同理論基礎、一致的系統組成以及近乎重疊的信號覆蓋范圍。本文將以軟件無線為前提，對實現更好的雷達與通信信號一體化測向技術進行研究。

1.研究現狀

1.1國外研究現狀

發達國家對電子系統的一體化研究從上個世紀就已經開始了，起步較早，相對而言在雷達與通信信號一體化測向技術方面的研究也更加先進。

2003年，雷達和通信系統集成已經在LFM信號的基礎上進行了研究，實驗結果也表明雷達接收機和通信接收機的性能都得到了很大的提高[2]。2005年，Hu Fei對步進頻率連續波形進行了研究，并提出了一種針對雷達與通信信號進行分割的技術，經實驗結果表明雷達性能良好且通信誤碼率也有很大降低。2013年雷達與通信一體化波形進行了具體的實現。基于這一準則，還對一體化過程中的整體硬件、調制設計進行了研究，并提出了實現一體化系統的兩種方法，最后的實驗結果也證明了這種想法的可行性。2016年，對雷達與通信信號一體化波形生成系統進行了最優化的設計。過程中對頻率不穩定問題進行了分析，然后基于FPGA和DSP技術對一體化做了最優設計，實驗結果表明此方法對輸出頻率的穩定起到了很好的作用[3]。

1.2國內研究狀況

直到本世紀初國內才對綜合電子戰真正意義上進行了研究。2002年，徐崔春老師提出了雷達與干擾機一體化信號共享的的設想。2006年，張勇老師對射頻信號進行了分析，并設計了一種混沌一體化系統，實驗結果也證實了系統在信號共享上的可行性。2013年，劉志鵬老師提出了雷達通信波形分離算法，首先對雷達信號和通信信號進行簡單疊加，然后再利用盲信號處理技術進行信號分離，這種方法的可行性在實驗中也得到了驗證[4]。2014年，胡飛老師研究網絡雷達通信的一體化，這種方法可有效的使雷達收集到通信信號，從而較少的受雷達性能影響。

2.雷達與通信信號的基本特點

2.1電磁頻段

雷達信號與通信信號所占用的電磁頻段是不一樣的，在大多數情況下，通信信號的電磁頻段要小于雷達信號的電磁頻段。通信信號的占據頻段可分為高頻段、甚高頻段和特高頻段三個層次。但是在一般情況，通信偵察系統所覆蓋的頻譜范圍大都在2-2000MHz之間。

與通信相比，雷達工作頻譜范圍要寬很多，大多在0.5GHz-18GHz之間。但是通過對二者頻譜覆蓋范圍進行比較也可以看出二者雖有不同，但也有重疊。因此，通過研究可以實現對雷達信號和通信信號的兼顧，從而實現信號的一體化接收。

綜上所述，目前雷達與通信信號一體化測向技術已經成為了各國研究的重要領域。事實上，雷達設備和通信設備在很多方面的應用上都處于單一狀態，不但造成了電子設備資源的浪費，還對雷達與通信信號一體化測向技術的實現形成了很大的阻礙[5]。因此，加快促進雷達與通信信號一體化測向技術的實現，可以在有效節約電子資源的同時，實現對信息集合的統一處理。

2.2信號寬帶

雷達信號和通信信號在寬帶上也存在差異，相比較而言，雷達信號的寬帶要寬一些，通信信號的寬帶一般用kHz來表示，而雷達信號的寬帶則需要用MHz來表示。但是在調頻信號上，寬帶則可以有幾百MHZ到1GHz不等。

2.3信號波形

連續波和脈沖調制波是雷達信號的兩種主要波形，其中以脈沖調制波最為常見。連續波是通信信號的主要波形，但也存在間斷波形這種特殊的通信信號。

2.4調制方式

雷達信號與通信信號的調制方式有很多種，其目的是為了更準確的對目標進行定位，并提高抗干擾能力。

雷達信號與通信信號的基本特點對一體化測向技術的研究和實現可以提供很好的參考，根據一體化的關鍵技術對測向技術系統進行總體的流程設計，然后對雷達與通信信號一體化測向技術的主要模塊和各個模塊的功能進行分析與介紹，實現運行數據與運行時序的交互影響。

4.結束語

基于測向技術的雷達通信一體化的特殊之處在于將通信信號隱藏于雷達信號之中，實現了復雜多電子裝備平臺中雷達和通信信號能量和時間的完全一體化。因此，深入研究雷達與通信信號一體化測向技術可為我國實現雷達通信裝備一體化奠定理論和技術基礎，能在雷達通信信號一體化測向技術理論、波形設計和系統設計等方面取得原創性成果。

參考文獻：

[1]劉玉濤，詹平，梁晨，呂玉靜，李根.基于MIMO-OFDM的雷達通信一體化收發方法[J].計算機測量與控制，2019，27（08）：202-206.

[2]劉澤彬. 毫米波頻段雷達系統與通信系統電磁兼容分析與一體化設計[D].北京郵電大學，2019.

[3]張春蕾. OFDM雷達通信一體化信號設計與峰均比降低技術研究[D].南京理工大學，2017.

[4]楊小琪. 基于OFDM通信信號的無源雷達目標檢測方法研究[D].國防科學技術大學，2016.

[5]趙志龍，蔣德富，潘鎮鋒，張佳祺.一種新型雷達通信一體化信號調制解調方法[J].信息技術，2016（05）：126-129.